KR101805768B1 - 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염 토양을 설정된 입경별로 선별하는 과정에서 뭉친 토양과 자갈 등에 점착된 오염토를 분리시켜 이후 공정으로 정량 공급하도록 구성되는 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투입되는 오염토양에 대해 일정 입경 이상의 돌(자갈) 등의 이물질은 외부로 배출시키고, 일정 입경 이하의 토양 및 자갈을 선별하여 그 중 뭉친 토양에 대한 분쇄 및 자갈에 점착된 토양의 분리를 수행하는 공급장치; 상기 공급장치로부터 토양 및 자갈을 유입시켜 자갈에 점착된 토양을 분리시키고 고형화된 토양을 세분화시켜 입경별로 선별하는 드럼파쇄장치;를 포함하여 오염된 토양에 대한 세척작용과 아울러 정확하고 효율적인 선별 공정을 수행하는 장점이 있는 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템에 관한 것이다.

Description

오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템{Liquid type washing, crushing and sorting system of contamination soil}

본 발명은 오염 토양을 설정된 입경별로 선별하는 과정에서 뭉친 토양과 자갈 등에 점착된 오염토를 분리시켜 이후 공정으로 정량 공급하도록 구성되는 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템에 관한 것이다.

산업혁명 이후 오늘날의 산업은 거의 전적으로 석유 에너지를 기반으로 하여 발전되어 왔으며, 오늘날의 생활 수준은 산업혁명 이전과는 비교가 되지 않을 정도로 향상되었으나, 산업의 발전과 함께 수반된 환경오염이 오히려 인간의 삶을 위협할 정도의 심각한 문제로 대두되고 있다.

환경오염은 크게 대기오염, 수질오염 및 토양오염으로 구분할 수 있는 바, 특히 이들 중 토양오염은 식량 생산에 매우 심각한 위협이 될 수 있을 뿐 아니라, 지표수는 물론 지하수 오염을 통한 식수원의 오염을 유발시키기 때문에 오염된 토양은 빠른 시간내에 정화되어야만 한다.

그러나, 오늘날의 산업은 기계공업을 근간으로 하고 있는 바, 거의 모든 기계는 윤활유나 연료와 같은 유류를 직접 필요로 하고 있으며, 특히 현대 생활에 있어서 가장 필수적인 것 중의 하나인 각종 차량에 의해 소비되는 유류는 그 양을 측 정할 수 없을 만큼 대량 소비되고 있는 바, 유류의 운송과 저장 및 사용 중의 부주의와 필연적인 이유에 의해 상당량의 유류가 외부로 유출되어 토양을 오염시키고 있는 실정이다.

또한, 상기와 같은 유류 외에도 각종 유기 또는 무기 화합물 및 광산에서 유출되는 광미에 함유된 중금속 등에 의해 토양이 오염되기도 하는 바, 오염된 토양의 복원을 위하여 각종 방법들이 연구 개발되고 있다.

오염된 토양을 복원하기 위한 방법으로는 토양 세척, 소각, 고형화, 안정화 및 용매 추출 등과 같은 물리화학적 방법과, 토양 경작, 콤포스팅(composting), 바이오벤팅(bioventing), 식물 복원 등과 같은 생물학적 방법으로 구분될 수 있는 바, 상기와 같은 여러 방법들 중 비교적 쉬우며, 처리 시간이 짧기 때문에 오염된 토양을 신속히 복원할 수 있는것은 토양 세척이다.

토양 세척이란 적절한 세척제를 사용하여 토양 입자에 결합된 유해한 유기오염물질의 표면장력을 약화시키거나 중금속을 액상으로 변화시켜 토양 입자로부터 분리시켜 처리하는 기법으로서 광범위한 유기 및 무기오염물질을 제거할 수 있는 바, 오염물질의 종류에 관계 없이 적용할 수 있는 장점이 있다.

상기와 같은 토양 세척 기술은 1970년대 후반 미국에서 처음 개발되었으나, 현재는 미국보다 유럽에서 더욱 발전되어 사용되고 있으며, 오늘날에는 오염된 토양의 복원에 가장 널리 사용되고 있는 방법 중의 하나로서, 적용 범위가 넓기 때문에 다양한 유기 및 무기 오염물질이 다량으로 배출되고 있는 현 실정에 적합하며, 경제적으로도 효율성이 비교적 우수한 정화 방법의 하나로 인식되고 있다.

상기 토양 세척 방법은 현장처리법(In-situ 법)과 현장외처리법(Ex-situ 법)으로 구분될 있는 바, 현장처리법은 오염된 토양을 굴착하지 않고 세척 용액 주입정, 세척 용액 배출정, 세척 유출수 처리시설, 펌프 및 계장 시설, 휘발물질 처리 시설 등을 오염된 부지에 설치하여 처리하고자 하는 오염토양 내에 세척수를 순환시켜 오염토양을 직접 세척하는 방법으로서, 처리 시간이 길며 세척액의 회수가 어려운 단점이 있기 때문에 토양 세척을 하고자 하는 경우에는 주로 상기 현장외처리법이 적용된다.

상기 현장외처리법은 토양내 오염물질의 분포 및 토양의 물리/화학적 특성을 파악하여 처리하고자 하는 범위의 오염된 토양을 굴착한 후, 적절한 세척액을 사용하여 굴착된 오염토양을 세척 장치가 있는 곳에서 세척하는 방법으로서, 일반적으로 토양 세척이라 함은 이를 일컫는다.

상기와 같은 현장외처리법으로서의 토양 세척을 하기 위한 장치로서 국내 등록실용신안공보 제20-0317747호에 토양의 세척이 다단계로 실시되는 대용량 토양세척시스템이 개시되어 있는 바, 이 장치는 세척 장치인 로그 와셔로부터 세척수와 함께 배출되는 토양을 스크린과 스크류 분류기에서 분류하는 시스템으로서, 토양의 세척이 로그 와셔에 의해서만 이루어지고, 토양의 분류가 단순히 스크류에 의해서만 이루어지기 때문에 세척과 분류 효율이 떨어지게 된다.

대한민국 등록실용신안 제20-0317747호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 오염된 토양의 세척복원공정에 있어 전처리로 뭉친 토양을 분쇄하고, 자갈 등에 점착된 토양을 분리시켜 후공정에서 토양의 세척복원공정이 원활히 진행될 수 있도록 함과 동시에, 정량공급이 이뤄지도록 구성되는 세척과 분류 효율이 우수한 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템을 제공하고자 함이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템은 투입되는 오염토양에 대해 일정 입경 이상의 돌(자갈) 등의 이물질은 외부로 배출시키고, 일정 입경 이하의 토양 및 자갈을 선별하여 그 중 뭉친 토양에 대한 분쇄 및 자갈에 점착된 토양의 분리를 수행하는 공급장치; 상기 공급장치로부터 토양 및 자갈을 유입시켜 자갈에 점착된 토양을 분리시키고 고형화된 토양을 세분화시켜 입경별로 선별하는 드럼파쇄장치;를 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

이때, 상기 공급장치는 상하 연통구조로 상부에는 호퍼가 마련되고 하부로 갈수록 좁아지는 구조로 된 선별구를 포함하여 구성되는 본체; 상기 본체 내부에 배치되며 일단이 타단보다 낮게 기울기가 형성되는 선별스크린; 상기 본체를 지지하는 지지대; 상기 본체에 진동을 부여하는 진동부재; 상기 본체 내부로 물을 공급하는 살수수단;을 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

또한, 상기 선별스크린은 일측 끝단부터 소정 간격만큼 개방되는 개방영역이 형성되고, 상기 개방영역에는 상기 선별스크린의 길이방향을 향해 일정 간격을 유지하여 배치되는 복수의 선별바가 구성되어 상기 선별바 간에는 선별홈이 형성되는 것이 특징이다.

아울러, 상기 선별바는 끝단으로 갈수록 좌우폭이 좁아지고, 끝단부에는 하부면이 상부면보다 길이가 긴 경사면이 형성되는 것이 특징이다.

한편, 상기 지지대는 프레임; 상기 프레임의 일측 및 타측에서 각각 한 쌍씩 상측으로 돌출되는 지지봉; 상기 지지봉마다 구성되며 상기 본체와 결합되는 탄성체;를 포함하되, 상기 지지봉의 길이는 일측 보다 타측이 긴 것이 특징이다.

또한, 상기 프레임은 제 1프레임과 제 2프레임이 상하 적층되는 2중 구조로 구성되는 것으로, 상기 제 1프레임 및 제 2프레임은 각 일단부가 상호 힌지결합되고, 각 타단부에는 상호 간격을 조절하는 간격조절부가 구성되는 것이 특징이다.

일례로, 상기 살수수단은 상기 호퍼의 상단에서 테두리를 따라 'ㄷ'자 형태로 배치되고 그 분사방향은 상기 본체 내부를 향하도록 구성되는 제 1살수부; 상기 개방영역의 상측에서 상기 개방영역을 향하여 고압수를 분사하도록 구성되는 제 2살수부;를 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

한편, 상기 드럼파쇄장치는 일측에 유입구가 구성되어 선별 대상 토양이 내부로 유입되고 타측에는 배출구가 구성되며, 상기 내부는 제 1공간과 제 2공간으로 분리 구성되는 이송드럼; 상기 이송드럼의 타측에 체결되어 일체 구동하고 일측과 타측에 각각 개구부가 구성되어 상기 이송드럼의 배출구로부터 배출되는 토양이 유입되며, 그 외면은 일정한 공극을 갖는 메쉬망으로 구성되어 상기 공극보다 입경이 작은 토양을 분리 배출하고 상기 공극보다 입경이 큰 토양은 타측의 개구부를 통해 배출하는 선별드럼; 및 상기 이송드럼에 회전력을 부여하는 구동 수단;을 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

이때, 상기 이송드럼의 외주면과 접하여 상기 이송드럼을 지지하면서 이송드럼의 회전을 가이드하는 복수의 가이드롤러;를 더 포함하는 것이 특징이다.

또한, 상기 이송드럼은, 상기 제 1공간의 내주면에 그 길이방향을 따라 구성되는 나선형의 파쇄날을 포함하는 것이 특징이다.

아울러, 상기 이송드럼은, 상기 배출구와 상기 선별드럼 간에 경계 부위에 설치되며 중앙부위에는 연통공이 구성되는 정체판을 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 이송드럼의 내측 및 상기 선별드럼의 내외측에 배치되는 분사노즐이 더 구성되되, 상기 분사노즐은 상기 이송드럼의 내측에서 그 길이방향을 따라 배치되는 제 1노즐; 상기 선별드럼의 내측에 배치되는 제 2노즐; 및 상기 선별드럼의 외측에서 상기 매쉬망을 향해 배치되는 제 3노즐;을 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

본 발명에 따른 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템은 뭉친 토양에 대한 분쇄 및 자갈에 점착된 토양의 분리를 수행하는 공급장치와 이후 유입된 오염 토양에 대한 입경별 선별 과정을 수행하기에 앞서 선행적으로 이송드럼에서 정체된 돌 등에 의한 타격 작용을 통해 상호 점착된 토양 또는 고형화된 토양을 세분화하거나 돌 등에 점착된 토양 등을 용이하게 분리시키는 드럼파쇄장치를 통해 오염된 토양에 대한 세척작용과 아울러 정확하고 효율적인 선별 공정을 수행하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 구성인 공급장치를 나타내는 정면도.
도 3은 도 2의 측면도.
도 4는 본 발명의 일 구성인 선별스크린을 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명의 일 구성인 지지대의 일 실시 예를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커튼부재가 더 구성되는 예를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 일 구성인 드럼파쇄장치를 나타내는 측단면도.
도 8은 도 5의 정면도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정체판을 나타내는 측단면도.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 구성인 드럼파쇄장치의 작동 상태를 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 일 구성인 드럼파쇄장치에 분사노즐이 더 구성되는 예를 나타내는 도면.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

본 발명에 따른 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템은 오염된 토양의 세척복원공정에 있어 전처리로 토양의 선별작업을 통해 뭉친 토양을 분쇄하고, 자갈 등에 점착된 토양을 분리시켜 토양의 입형을 개선시킴으로써 후공정에 투입 전 토양의 효과적인 분급, 선별 및 세척 기능을 병행하도록 구성된다.

이러한 본 발명에 따른 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 공급장치(100) 및 드럼파쇄장치(200)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

먼저, 상기 공급장치(100)는 장치 내로 투입되는 오염토양(선별대상토양)에 대해 일정 입경 이상의 돌(자갈)을 포함하는 이물질은 외부로 배출시키고, 일정 입경 이하의 토양 및 자갈을 선별하여 그 중 뭉친 토양을 분쇄시켜 입형을 개선시키고, 또한 자갈에 점착된 오염토를 분리시키도록 구성된다.

또한, 상기 드럼파쇄장치(200)는 상기 공급장치로부터 토양 및 자갈을 유입시켜 자갈에 점착된 토양을 분리시키고 또한 고형화된 토양을 세분화시킨 후 입경별로 선별하여 입경이 작은 토양을 이후공정인 세척복원공정으로 전달시키게 된다.

한편, 상기 공급장치(100)와 드럼파쇄장치(200) 사이에는 공급장치(100)로부터 처리되어 배출되는 선별대상토양을 드럼파쇄장치(200)로 전달하는 전달부재(300)가 마련될 수 있으며, 이러한 전달부재(300)는 하측으로 좁아지는 경사면을 형성시키되 경사면이 드럼파쇄장치(200)를 향하도록 구성하여 공급장치(100)로부터 배출되는 선별대상토양이 중력에 의해 자동으로 드럼파쇄장치(200)로 유입되도록 구성될 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 구성인 공급장치에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

상기 공급장치(100)는 도시된 바와 같이 본체(110), 선별스크린(120), 지지대(130), 진동부재(140) 및 살수수단(150)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

먼저, 상기 본체(110)는 측면이 마감되되 상하 연통구조를 갖도록 구성되는 것으로 그 상부에는 상측으로 넓어지는 형상의 호퍼(112)가 마련되고 그 하부는 하측을 향해 좁아지는 구조로된 선별구(114)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 호퍼(112)는 상부로 갈수록 단면이 커지는 구조로 되어 포크레인 등을 통해 오염토의 본체(110) 공급시 유리한 구조를 갖게 된다.

상기 선별스크린(120)은 도시된 바와 같이 상기 본체(110)의 내부에서 횡측으로 배치되는 것으로, 상기 호퍼(112)를 통해 공급되는 선별대상토양 중 일정 입경 이상의 이물질 및 돌(자갈) 등은 외부로 배출시키고 일정 입경 이하의 자갈 및 토양을 선별하여 상기 선별구(114)를 통해 하부로 배출시켜 선별된 일정 입경 이하의 자갈 및 토양만이 토양의 세척복원을 위한 후공정에 전달될 수 있도록 구성된다.

이러한 상기 선별스크린(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 일단이 타단 보다 낮게 기울기가 형성되어 이하에서 구체적으로 설명하게 될 진동부재(140)가 본체(110)에 진동을 전가시키면 본체(110)에 투입된 선별대상토양은 그 진동에 영향을 받아 경사에 의해 낮아진 선별스크린(120) 일단부로 이송될 수 있게 된다.

상기 지지대(130)는 상기 본체(110)를 지지하되, 바람직하게는 상기 선별스크린(120)에 기울기가 형성되도록 상기 본체(110)를 기울인 상태로 지지하게 된다.

상기 진동부재(140)는 상기 본체(110)와 연결되어 본체(110)에 진동을 부여하는 것으로, 모터(142) 및 진동발생부(144)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 진동부재(140)는 도 3에서와 같이 모터(142)의 구동력을 전가받은 진동발생부(144)에서 회전운동을 요동운동으로 변환시킴으로써 본체(110)에 진동이 전가되도록 구성되는 것으로, 이러한 회전운동을 요동운동으로 변환하는 진동발생부(144)의 원리는 종래의 다양한 기술이 적용가능한 바 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 살수수단(150)은 본체(110)에 공급되는 선별대상토양에 물을 뿌려줌으로써 본체(110)로의 진동 전가와 아울러 물 공급을 통해 뭉친 토양의 분쇄 및 자갈 등에 점착된 토양의 분리를 촉진할 수 있게 된다.

이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 일 구성인 선별스크린(120)에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 실시 예에 따른 선별스크린(120)은 판 형태로써 그 일단은 소정 간격만큼 개방되는 개방영역(E)이 형성된다.

그리고 상기 개방영역(E)에는 도시된 바와 같이 상기 선별스크린(120)의 길이방향으로 일정 간격을 유지하여 배치되는 복수의 선별바(122)가 구성되어 선별바(122) 사이 마다 선별홈(124)이 형성되도록 구성된다.

따라서, 본체(110)로 투입되는 선별대상토양은 선별홈(124)의 간격보다 입경이 작은 토양 및 자갈은 선별스크린(120)을 통과하여 그 하부로 투하되고 선별홈(124)의 간격 보다 입경이 큰 이물질 및 자갈(돌)의 경우 선별바(122)의 끝단으로 이송되어 외부로 배출될 수 있게 된다.

이때, 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 본체(110)의 일단부에는 상기 선별스크린(120)을 통과하지 못한 입경이 큰 자갈 및 이물질 등을 외부로 배출시키는 배출부재(160)를 더 구성할 수도 있다.

한편, 다시 도 4에서와 같이 상기 선별바(122)는 평면을 보았을 때 끝단으로 갈수록 좌우폭이 좁아지도록 구성하여 선별홈(124)의 간격보다 입경이 작은 토양 및 자갈이 상기 선별바(122)의 끝단을 향해 이송되는 과정에서 선별홈(124)에 걸리지 않고 원활하게 선별스크린(120)의 하측으로 통과할 수 있게 된다.

또한, 상기 선별바(122)의 끝단부에는 도 2에에 도시된 바와 같이 그 하부면이 상부면보다 길이가 긴 경사면(126)이 형성되도록 구성하여 선별홈(124)의 간격보다 입경이 큰 토양 및 자갈이 상기 선별홈(124)에 걸리지 않고 자연스럽게 경사면(126)을 따라 외부로의 배출을 유도할 수 있게 되는 것이다.

이하 본 발명의 일 구성인 지지대(130)의 구체적인 실시 예에 대해 도 3 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

본 실시 예에 따른 지지대(130)는 프레임(131), 지지봉(132) 및 탄성체(133)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 프레임(131)은 도면에 구체적으로 도시된 바는 없으나 중심부(도면부호 미도시)가 개방된 틀 구조로 제작되어 상기 선별구(114)가 프레임(131)의 개방된 중심부 상에 배치되도록 하여 선별구(114)를 통해 배출되는 토양이 프레임(131)의 간섭없이 하측으로 배출되도록 구성되는 것으로, 프레임(131)의 형상은 사각형, 원형, 다각형 등 다양하게 구성할 수 있다.

상기 지지봉(132)은 상기 프레임(131)의 일측 및 타측에 각각 한 쌍씩 상측으로 돌출되도록 구성된다.

또한, 상기 탄성체(133)는 상기 지지봉(132)마다 구성되는 것으로 바람직하게는 상기 본체(110)의 양측면에 도 3에 도시된 바와 같이 결합부재(115)가 마련되고 상기 탄성체(133)는 상기 결합부재(115)에 결합되도록 구성된다.

한편, 지지대(130)의 다른 실시 예로, 도 5에서와 같이 프레임(131)을 제 1프레임(131-1)과 제 2프레임(131-2)이 상하 적층되는 2중 구조로 구성시킬 수 있는데, 이러한 본 실시 예에 따른 제 1프레임(131-1)과 제 2프레임(131-2)은 각 일단부가 상호 힌지결합되는 구조로 구성되고, 아울러 각 타단부에는 간격조절부(131-3)를 마련하여 상호 간격 조절이 가능한 구조를 갖는다.

상기와 같이 제 1프레임(131-1)과 제 2프레임(131-2)의 각 일단부가 힌지구조로 결합된 상태로 타단의 간격을 조절함으로써 상기 선별스크린(120)의 경사각도를 다양하게 구현할 수 있게 되므로 선별대상토양의 뭉침 상태 및 투입량 등에 따라 원활한 이송환경을 제어할 수 있게 된다.

상기와 같은 지지대(130)의 구성에 의해 상기 진동부재(140)의 진동을 전달받은 본체(110)는 그 진동작용이 보다 증폭될 수 있게 되므로 본체(110) 내부에서의 오염토양 선별 및 세척 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 일 구성인 살수수단(150)에 대한 구체적인 실시 예들을 살펴본다.

상기 살수수단(150)은 제 1살수부(151) 및 제 2살수부(152)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 상기 제 1살수부(151)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 호퍼(112)의 상단 테두리를 따라 'ㄷ' 형상의 파이프 형태로 구성되는 것으로, 제 1살수부(151)에는 복수의 분사구(미도시)가 형성되되, 그 분사방향은 상기 호퍼(112)의 측면을 따라 본체(110) 내부를 향하도록 호퍼(112)의 측면과 평행하도록 구성되어 분사구를 통해 살수되는 물이 투입된 토양을 호퍼(112)의 측면에 머물지 않고 씻기듯 본체(110)로 안내될 수 있으며 아울러 상기 선별스크린(120)에서의 토양 선별 및 세척 작용이 원활히 수행되도록 유도할 수 있게 된다.

또한, 상기 제 2살수부(152)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 선별스크린(120) 개방영역(E)의 상측에 배치되되 그 분사방향이 상기 개방영역(E)을 향하도록 구성된다.

이때, 상기 제 2살수부(152)는 고압수가 분사되도록 하여 선별홈(124)을 통해 선별대상토양의 원활한 배출을 유도하고, 아울러 뭉친 토양의 분쇄 및 자갈 등에 점착된 토양을 분리시키는 작용도 기대할 수 있게 된다.

한편, 토양의 선별 및 세척 작용이 원활이 수행될 수 있도록 충분한 물이 공급되어야 하는 바, 여기에 한정되는 것은 아니나 상기 살수수단(150)을 통해 투입되는 물의 양은 호퍼를 통해 공급되는 토양의 양과 그 비율이 대략 1:1이 되도록 구성시킴이 바람직하다.

이하, 도 4 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 예로써 커튼부재(170)가 추가로 구성되는 예에 대해 설명한다.

본 실시 예에 따른 커튼부재(170)는 도 4에서와 같이 본체(110)에 구성되되, 선별스크린(110)에서 개방영역(E)이 시작되는 경계지점에 구성되는 것으로, 도 6의 (a)에서와 같이 여러 갈래로 갈라진 형태로서 그 양측은 상기 호퍼(112)의 측면을 마감하도록 경사에 대응 형상인 경사면으로 구성할 수 있다.

상기와 같은 커튼부재(170)의 구성에 기해 제 1살수부(151)로부터 살수되는 물이 오염토양에 부딪혀 외부로 튀는 것을 방지할 수 있으며, 그렇게 함으로써 오염된 흙이 혼합된 물이 외부로 방출되는 것을 차단할 수 있게 된다.

이때, 상기 커튼부재(170)는 플랙시블한 재질로 구성할 수 있으며, 그 일례로 고무 등이 적용될 수 있다.

또한, 여러갈래로 갈라진 커튼부재(170)는 도 6의 (b) 또는 (c)에서와 같이 각 갈래의 끝단에 구, 삼각기둥을 포함하는 다양한 형태로 된 중량체(171)를 구성할 수 있는바, 상기 중량체(171)는 선별스크린(120)의 경사, 본체(110)에 전가되는 진동 및 제 1살수부(151) 물 공급 등의 영향으로 자갈(돌), 오염토 등이 개방영역(E)으로 진입하면서 커튼부재(170)가 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이 일 측으로 휘게 되고 자갈(돌), 오염토 등이 그 하부인 선별홈(124)으로 투입되면서 상기 커튼부재(10)는 원상태로 복구된다.

상기와 같이 커튼부재(170)가 원상태로 복구되는 과정에서 중량체(171)는 개방영역(E)에 진입 전인 뭉친 토양과 오염토가 점착된 자갈 등을 반복적으로 타격하게 되면서 뭉친 토양의 분해 및 자갈에 점착된 오염토의 분리 작용이 어느 정도 수행될 수 있게 된다.

아울러, 도 6의 (d)에서와 같이 미처 분해되지 않은 뭉친 토양이 선별홈(124) 상에 위치할 때 중량체(171)의 하중에 눌려 분해시키는 작용도 하게 된다.

이하에서는 본 발명의 일 구성인 드럼파쇄장치(200)에 대해 도 7 내지 도 8을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

도시된 바와 같이 드럼파쇄장치(200)는 선별 대상 토양이 유입되는 원통형의 이송드럼(210)과, 상기 이송드럼(210)의 타측에 연결되어 상기 이송드럼(210)과 일체 구동하며 이송드럼(210)으로부터 이송 및 전달되는 오염 토양을 입경별로 선별하여 배출하기 위한 선별드럼(240) 및 상기 이송드럼(210)에 회전력을 부여하기 위한 구동 수단(250)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 이송드럼(210)은 도면에 상세히 도시된 바 없으나 직립형의 고정 프레임(270) 상에 회전 가능하도록 설치될 수 있다.

그리고 상기 이송드럼(210)은 그 일측에 유입구(211)가 구성되어 선별 대상 토양이 내부로 유입될 수 있으며, 타측에는 배출구(212)가 구성되어 유입된 토양을 상기 배출구(212) 방향으로 이송하여 배출시킬 수 있다.

이때 상기 이송드럼(210)의 내부는 가상의 구획 영역(A)에 의하여 제 1공간(220)과 제 2공간(230)으로 분리 구성될 수 있는 바, 상기 제 1공간(220)에서는 유입된 토양의 이송과 함께 파쇄 공정을 수행하게 되며, 상기 제 2공간(230)에서는 상기 제 1공간(220)으로부터 이송되는 토양을 세분화하는 공정을 수행하게 된다.

이에 상기 이송드럼(210)은 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제 1공간(220)의 내주면에 그 길이방향을 따라 구성되는 나선형의 파쇄날(221)을 포함함으로써 유입된 오염 토양에 있어 고형화된 토양이나 입경이 큰 돌 등에 점착된 토양을 파쇄하면서 나선형 구조에 의해 토양을 배출구(212) 방향으로 이송시킬 수 있도록 한다.

상기 선별드럼(240)은 상기 이송드럼(210)의 타측에 체결되어 이송드럼(210)의 회전 구동 시 연동 즉 이송드럼(210)과 함께 회전 구동하게 된다. 이러한 선별드럼(240)은 그 일측과 타측에 각각 개구부(241, 242)가 구성되어 상기 이송드럼(210)의 배출구(212)로부터 배출되는 토양이 일측 개구부(241)를 통해 유입되며, 그 외면에는 일정한 공극을 갖는 메쉬망(243)으로 구성되어 상기 공극보다 입경이 작은 토양을 분리 배출하고 상기 공극보다 입경이 큰 토양은 타측의 개구부(242)를 통해 배출할 수 있다.

여기서 상기 공극의 입경은 오염 토양의 정화 조건에 따라 선택적으로 결정될 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 50mm로 구성하여 상기 공극을 통과하는 토양을 분리 배출할 수 있도록 한다.

또한, 상기 선별드럼(240)은 그 내주면에 일정 간격을 따라 복수 가로바(244)가 구성되는 바, 이는 선별드럼(240)의 회전 구동 시 수용된 토양이 가로바(244)에 안착되어 일정 높이까지 상승하였다가 하부로 낙하되도록 함으로써 토양의 분리 공정이 보다 효율적으로 수행될 수 있도록 한다.

상기 구동 수단(250)은 상기 이송드럼(210)에 회전력을 부여할 수 있다.

일 예로써 상기 구동 수단(250)은 도 8에 도시된 바와 같이 상기 이송드럼(210)의 외주면을 따라 장착되는 구동레일(251)과, 상기 이송드럼(210)의 측면 예를 들면 앞서 설명한 고정 프레임(270)에 설치되는 구동모터(252) 및 상기 구동모터(252)의 회전축과 상기 구동레일(251) 간에 연결되는 벨트(253)를 포함하여 구동모터(252)의 구동 시 회전력이 상기 이송드럼(210)에 전달됨으로써 이송드럼(210)이 회전할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 드럼파쇄장치(200)는 상기 이송드럼(210)의 외주면과 접하여 상기 이송드럼(210)을 지지하면서 이송드럼(210)의 회전을 가이드하는 복수의 가이드롤러(260)를 더 포함하여 회전 구동하는 상기 이송드럼(210)을 안정적으로 지지할 수 있도록 한다. 이러한 가이드롤러(260) 역시 상기 고정 프레임(270) 상에 설치될 수 있다.

아울러, 도면에 구체적으로 도시한 바는 없으나, 상기 가이드롤러(260)에 구동력을 부여하여 상기 이송드럼(210)이 가이드롤러(260)에 의해 회전하도록 구성할 수도 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정체판을 나타내는 측단면도이며, 도 10a 내지 도 10d 본 발명의 드럼파쇄장치의 작동 상태를 설명하기 위한 도면이다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 드럼파쇄장치(200)는 앞서 설명한 바와 같이 이송드럼(210)의 제 2공간(230)에서 토양의 세분화 공정을 수행할 수 있다.

상기 이송드럼(210)은 도 9에 도시된 바와 같이 상기 배출구(212)와 상기 선별드럼(240) 간에 경계 부위에 설치되며 중앙부위에는 연통공(232)이 구성되는 정체판(231)을 더 포함할 수 있다.

상기 정체판(231)은 제 2공간(230)과 상기 선별드럼(240) 사이에서 턱을 형성하게 되므로 상기 제 2공간(230)으로 유입된 돌 등이 일정량 쌓일 때까지 토양의 이송 과정에서 상기 선별드럼(240)으로 한 번에 유입되는 것을 방지하여 일정 시간 만큼 정체되도록 구성된다.

이는 제 2공간(230)에서 입경이 큰 돌 등이 이송드럼(210)의 회전 구동에도 제 2공간(230)의 공간에서 정체되므로 유입된 돌 및 오염 토양이 어느 정도 쌓여 연통공(232)의 높이까지 쌓이게 되면 정체판(231)을 넘어 연통공(232)을 통해 선별드럼(240)으로 전달되도록 하는 것이다.

이에 따라 제 2공간(230)에 정체된 돌 등은 이송드럼(210)의 회전 구동 시 제 2공간(230)에 유입된 토양을 타격하게 되는 바, 상기 제 1공간(220)에서 미처 파쇄 및 분리되지 못한 토양 등을 타격하여 뭉친 토양을 분쇄하고, 돌(자갈) 등에 점착된 토양을 분리시킬 수 있도록 작용하게 된다.

이하에서는 도 10a 내지 도 10d를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 드럼파쇄장치(200)의 작동 상태를 설명하기로 한다.

먼저 도 10a에 도시된 바와 같이 이송드럼(210)은 유입구(211)를 통해 선별 대상 토양이 유입된다.

이때 상기 선별 대상 토양은 채취한 토양에 있어 입경이 상대적으로 큰 돌 등을 1차적 그리즐리 피더와 같은 선별스크린(미도시)을 통해 선행적으로 선별 처리된 토양일 수 있다.

상기 이송드럼(210)의 유입구(211)를 통해 유입된 선별 대상 토양은 입경이 큰 돌 등이나 고형화된 토양을 포함할 수 있으며, 제 1공간(220)의 내주면에 구성된 나선형의 파쇄날(221)에 의해 파쇄되면서 제 2공간(230)으로 이송될 수 있다.

이후, 도 10b에 도시된 바와 같이 상기 제 1공간(220)으로부터 전달되는 토양은 상기 파쇄날(221)의 작용에 의해 상기 제 2공간(230)으로 유입되며 이때 토양에 포함된 돌 등도 함께 제 2공간(230)으로 유입될 수 있는데, 상기 돌 등은 제 2공간(230)의 타측에 구비된 정체판(231)에 의해 선별드럼(240)으로 한 번에 이동되지 못하게 상기 제 2공간(230) 상에서 정체하게 된다.

이에 따라 정체된 돌 등은 도 10c에서와 같이 상기 이송드럼(210)의 회전 구동 시 제 2공간(230) 내에서 수용된 토양을 타격하게 되며, 이러한 작용에 의해 제 1공간(220)에서 미처 파쇄되지 못한 고형화 토양들이 세분화될 수 있으며, 세분화 과정을 통해 후행 공정 즉 선별 공정에서 메쉬망(243)을 통한 토양의 입경별 배출이 용이하게 수행될 수 있도록 한다.

이후, 도 10d에서와 같이 상기 제 2공간(230)에 의한 세분화 과정을 수행한 토양들은 상기 정체판(231)의 제 2연통공(232)을 통해 선별드럼(240)으로 유입될 수 있다.

상기 선별드럼(240)의 외면은 메쉬망(243)으로 구성됨으로써 선별드럼(240)으로 유입된 토양은 선별드럼(240)의 회전 구동 과정에서 입경별로 분리 배출될 수 있는 바, 먼저 일정한 입경을 갖는 메쉬망(243)의 공극보다 작은 입경의 토양은 상기 메쉬망(243)의 공극을 통과하여 하부로 배출될 수 있으며, 상기 공극을 통과하지 못한 상대적으로 입경이 큰 토양이나 돌 등은 상기 선별드럼(240)의 타측으로 점차 이동하게 되면서 타측에 구성된 개구부(242)를 통하여 배출하게 된다.

한편, 도 11은 본 발명의 드럼파쇄장치에 분사노즐(280)이 더 구성되는 예를 나타내는 도면으로써, 상기 분사노즐(280)은 상기 이송드럼(210) 및 선별드럼(240)에 지속적으로 물을 분사시켜 선별 대상 토양이 이송되면서 오염토양에 대한 파쇄 및 선별 작용이 원활히 수행될 수 있도록 구성된다.

이러한 분사노즐(280)은 제 1노즐(281), 제 2노즐(282) 및 제 3노즐(283)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제 1노즐(281)은 도시된 바와 같이 상기 이송드럼(210)의 내측에서 그 길이 방향을 따라 파이프형태로 배치되고 일정간격마다 고압수가 살수되도록 구성시켜 이송드럼(210)을 따라 이송되는 돌 및 토양 중 뭉친 토양을 분쇄시키고 돌 등에 점착된 토양을 분리시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 제 2노즐(282)은 상기 선별드럼(240)의 내측에 배치되어 선별드럼(240)으로 유입된 토양 및 돌 중 매쉬망(243)의 공극보다 입경이 작은 토양이 매쉬망(243)을 원활히 통과하도록 유도할 수 있게 된다.

아울러, 상기 제 3노즐(283)은 상기 매쉬망(243)을 세척하기 위한 수단인 것으로, 상기 선별드럼(240)의 외측에서 상기 매쉬망(243)을 향해 물이 분사되도록 배치된다.

상기 매쉬망(243)은 그 공극보다 작은 토양은 통과하도록 구성되나 매쉬망(243)의 공극에 대응하는 입경의 토양 및 자갈의 경우 매쉬망(243)에 끼이는 현상이 발생할 수 있는 바, 이럴 경우 작업을 지속적으로 수행하다보면 매쉬망(243)이 폐색되어 그 기능을 제대로 수행할 수 없게 된다.

따라서, 제 3노즐(283)은 상기 매시망(243)의 외측에서 고압수가 살수되도록 구성함으로써, 매쉬망(243)에 끼인 자갈 및 토양을 이탈시켜 폐색된 매쉬망(243)을 원상태로 복구할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 제 3노즐(283)은 지속적 또는 간헐적으로 작동하도록 구성할 수 있다.

한편, 상기 분사노즐(280)은 상기 이송드럼(210) 및 선별드럼(240)의 중심을 기준으로 그 상측에 배치 시킴이 바람직한 바, 이는 이송드럼(210) 및 선별드럼(240)에서 토양, 자갈(돌) 등이 이송되는 과정에서 중력에 의하여 각 드럼(210,240)의 중심부터 바닥면 사이를 통과하게 되므로 상호 간 간섭을 방지토록 구성할 수 있다.

이처럼 본 발명의 드럼파쇄장치(200)는 유입된 오염 토양에 대한 입경별 선별 과정을 수행하기에 앞서 선행적으로 이송드럼(210)에서 상호 점착된 토양 또는 고형화된 토양을 세분화하거나 돌 등에 점착된 토양 등을 용이하게 분리시킴으로써 상기 선별드럼(240)에서의 정확하고 효율적인 선별 공정을 수행할 수 있도록 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100 : 공급장치 110 : 본체
120 : 선별스크린 130 : 지지대
140 : 진동부재 150 : 살수수단
160 : 배출부재 200 : 드럼파쇄장치
210 : 이송드럼 220 : 제 1공간
230 : 제 2공간 221 : 파쇄날
222 : 구획판 231 : 정체판
240 : 선별드럼 243 : 메쉬망
250 : 구동수단 260 : 가이드롤러
280 : 분사노즐

Claims (12)

1. 투입되는 오염토양에 대해 일정 입경 이상의 돌(자갈) 등의 이물질은 외부로 배출시키고, 일정 입경 이하의 토양 및 자갈을 선별하여 그 중 뭉친 토양에 대한 분쇄 및 자갈에 점착된 토양의 분리를 수행하기 위해,
   상하 연통구조로 상부에는 호퍼가 마련되고 하부로 갈수록 좁아지는 구조로 된 선별구를 포함하여 구성되는 본체;
   상기 본체 내부에 배치되며 일단이 타단보다 낮게 기울기가 형성되는 한편 일측 끝단부터 소정 간격만큼 개방되는 개방영역이 형성되고, 상기 개방영역에는 길이방향으로 일정 간격을 유지하여 배치되는 복수의 선별바가 구성되어 상기 선별바 간에는 선별홈이 형성되는 선별스크린;
   상기 본체를 지지하는 지지대;
   상기 본체에 진동을 부여하는 진동부재;
   상기 본체 내부로 물을 공급하는 살수수단;를 포함하는 공급장치;
   상기 공급장치로부터 토양 및 자갈을 유입시켜 자갈에 점착된 토양을 분리시키고 고형화된 토양을 세분화시켜 입경별로 선별하기 위해,
   일측에 유입구가 구성되어 선별 대상 토양이 내부로 유입되고 타측에는 배출구가 구성되며, 상기 내부는 제 1공간과 제 2공간으로 분리 구성되는 이송드럼;
   상기 이송드럼의 타측에 체결되어 일체 구동하고 일측과 타측에 각각 개구부가 구성되어 상기 이송드럼의 배출구로부터 배출되는 토양이 유입되며, 그 외면은 일정한 공극을 갖는 메쉬망으로 구성되어 상기 공극보다 입경이 작은 토양을 분리 배출하고 상기 공극보다 입경이 큰 토양은 타측의 개구부를 통해 배출하는 선별드럼; 및
   상기 이송드럼에 회전력을 부여하는 구동 수단;을 포함하는 드럼파쇄장치;를 포함하여 구성되고,
   상기 공급장치의 살수수단은 상기 호퍼의 상단에서 테두리를 따라 'ㄷ'자 형태로 배치되고 그 분사방향은 상기 본체 내부를 향하도록 구성되는 제 1살수부; 및 상기 개방영역의 상측에서 상기 개방영역을 향하여 고압수를 분사하도록 구성되는 제 2살수부;를 포함하여 구성되며,
   상기 공급장치는 선별스크린에서 개방영역이 시작되는 경계지점의 본체 내부에 설치되고 여러 갈래로 갈라진 형태로 형성되며 각 갈래의 끝단에는 중량체가 설치되는 커튼부재를 더 포함하여 구성되고,
   상기 드럼파쇄장치의 선별드럼은 그 내주면에 일정 간격을 따라 설치되는 복수의 가로바를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 선별바는 끝단으로 갈수록 좌우폭이 좁아지고, 끝단부에는 하부면이 상부면보다 길이가 긴 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 지지대는
   프레임;
   상기 프레임의 일측 및 타측에서 각각 한 쌍씩 상측으로 돌출되는 지지봉;
   상기 지지봉마다 구성되며 상기 본체와 결합되는 탄성체;를 포함하되,
   상기 지지봉의 길이는 일측 보다 타측이 긴 것을 특징으로 하는 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 프레임은 제 1프레임과 제 2프레임이 상하 적층되는 2중 구조로 구성되는 것으로,
   상기 제 1프레임 및 제 2프레임은 각 일단부가 상호 힌지결합되고, 각 타단부에는 상호 간격을 조절하는 간격조절부가 구성되는 것을 특징으로 하는 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서,
   상기 이송드럼의 외주면과 접하여 상기 이송드럼을 지지하면서 이송드럼의 회전을 가이드하는 복수의 가이드롤러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 이송드럼은,
    상기 제 1공간의 내주면에 그 길이방향을 따라 구성되는 나선형의 파쇄날을 포함하는 것을 특징으로 하는 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템.
    
11. 제 1항에 있어서,
    상기 이송드럼은,
    상기 배출구와 상기 선별드럼 간에 경계 부위에 설치되며 중앙부위에는 연통공이 구성되는 정체판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 이송드럼의 내측 및 상기 선별드럼의 내외측에 배치되는 분사노즐이 더 구성되되,
    상기 분사노즐은
    상기 이송드럼의 내측에서 그 길이방향을 따라 배치되는 제 1노즐;
    상기 선별드럼의 내측에 배치되는 제 2노즐; 및
    상기 선별드럼의 외측에서 상기 매쉬망을 향해 배치되는 제 3노즐;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오염토양을 세척, 파쇄 및 선별하는 습식 정량 공급시스템.

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