KR101874567B1 - 순환골재용 이물질 수력 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축 폐기물 중 골재형태로 파쇄된 순환골재의 생산과정에서 골재에 혼재된 이물질을 수력에 의해 분리하여 양질의 순환골재를 생산함과 동시에 골재 및 이물질을 각각 효율적으로 배출함을 제공하도록, 내부에 세척수가 저류되며 외부로부터 유입된 골재를 수용하여 이물질을 분리시키기 위한 처리공간을 형성하고, 상부 일단에 이물질이 배출되는 이물배출구를 구비하는 침수조와; 상기 침수조 내에 설치되고 상기 처리공간을 향해 유입되는 골재가 낙하 접촉되되 골재를 향해 물 또는 공기를 분사하여 이물질을 분리시키는 계단형분사부와; 상기 침수조의 이물배출구에 대응하여 설치되고 상기 계단형분사부로부터 분리된 이물질을 공급받아 탈수처리하는 이물탈수부와; 상기 침수조의 처리공간 내 하단에 대응하여 설치되고 이물질이 분리된 골재를 이송하여 배출시킴과 동시에 골재상에 묻은 세척수를 제거하는 골재배출부;를 포함하는 순환골재용 이물질 수력 분리장치를 제공한다.

Description

순환골재용 이물질 수력 분리장치 {Water-power Substance Separation Device for Recycling Aggregate}

본 발명은 순환골재용 이물질 수력 분리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축 폐기물 중 골재형태로 파쇄된 순환골재의 생산 공정에서 골재에 혼재된 이물질을 수력에 의해 분리하여 양질의 순환골재를 생산함과 동시에 골재 및 이물질을 각각 효율적으로 배출하는 것이 가능한 순환골재용 이물질 수력 분리장치에 관한 것이다.

일반적으로 도시 재건축 및 재개발 현장, 아파트나 빌딩 등의 해체 및 신축 현장에서는 폐벽돌이나 폐블록, 폐콘크리트, 폐아스콘, 폐목재, 폐합성수지, 철근 등의 건설폐기물이 발생하게 되는데, 이러한 건설폐기물을 그대로 매립할 경우 매립지의 확보 및 매립비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 환경에도 심각한 악영향을 미치게 되므로, 최근 친환경적 측면 및 자원의 재활용적 측면에서 건설폐기물은 매립되지 않고 소정의 장소로 수집된 후 중간처리공정을 통해 양질의 자원으로 생산되고 있는 실정이다.

이러한 건설폐기물의 중간처리공정을 대략적으로 살펴보면, 건설폐기물을 수집한 다음 파쇄기에 의해 1차 파쇄하고, 전자적 선별기에 의해 고철을 분리 배출시키며, 송풍기의 회전으로 토사 및 이물질이 분리 배출된 후 진공스크린에 의해 폐목재류 및 각종 쓰레기가 분리 배출되고, 고압의 물 분사에 의해 기타 이물질이 제거되며, 재차 골재를 파쇄기를 통해 파쇄하여 순환골재를 획득하게 된다.

여기서 건설폐기물의 재활용률을 높이기 위한 중간처리공정에는 재활용가능한 골재와 이물질을 얼마나 효율적으로 선별 분리해낼 수 있는 지가 관건이 되고 있다.

상기와 같이 건설폐기물을 선별 분리하기 위한 장치와 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제654250호(2006.12.06.)에는 수조의 상방 일측에는 익류부와 함께 부유물 분리용 경사스크린을 설치하고, 하단부에는 조절밸브에 의해 조절개폐되는 배출구를 형성하여, 상기 배출구를 통하여 자연 낙하 배출되는 세골재와 오니화된 미분을 상기 배출구 하방에 설치된 세골재 분리 경사스크린에 의해 분리 세척함에 따라 구조가 간단하며 경제적으로 처리할 수 있는 골재 재생용 이물질 분리 세척 수조장치가 공지되어 있다.

또한 대한민국 등록특허공보 제756420호(2007.08.31.)에는 파쇄된 건설폐기물을 세척함과 동시에 골재와 이물질을 선별하고 이물질을 제거하기 위한 습식 선별분리장치에 있어서, 습식분리가 물 분사장치와 이물질배출용 스크류와 이물질분리용 회전체와 배출콘베아를 포함하는 구성으로 침수조 내에서 이루어지되, 침수조가 경사면을 갖고, 경사면 중간으로 반원형 오목부가 형성되어 이물질분리용 회전체가 내장되도록 제공되고, 회전체는 스티어아암을 갖고 회전하면서 경사면을 타고 하강하는 건설폐기물들을 휘저어주고 이물질을 부상시키는 기능을 갖도록 제공되고; 상기 침수조의 일측 상단으로는 스크류블레이드를 구비한 이물질 배출스크류가 회전하면서 수면으로 부상하여 일측으로 모인 이물질들을 이물질배출구를 통하여 배출시키도록 제공되며; 상기 침수조 경사면 일측으로는 물 분사장치가 설치되어 수면으로 부상하는 이물질을 이물질배출스크류 쪽으로 밀어내도록 제공되고; 상기 침수조의 저부로 적층되는 세척골재를 배출콘베아를 이용하여 외부로 배출시키는 수단;을 포함하여 구성됨에 따라 전체적인 작업시간을 단축하고 공간활용률을 높일 수 있는 이물질 선별분리장치가 공지되어 있다.

그러나 상기한 종래기술 중 등록특허공보 제654250호의 경우에는 골재로부터 미분을 분리하기 위한 수단으로 단순히 스크린만을 구성하기 때문에 골재 속에 포함되어 있는 미립형태의 이물질을 분리하기 어려워 장치의 분리효율이 현저히 떨어지며, 이는 상기한 등록특허공보 제756420호에서도 비중이 가벼운 이물질을 분리하기 위하여 사이클론형태의 분리기를 적용하기 때문에 골재 속에 붙어있는 미립형태의 이물질이 분리되지않으며 침수조 내 물을 흡수한 상태인 이물질을 그대로 배출하여 배출 이물질의 함수율이 높고, 사이클론 내 흡입되는 잔 비닐이 천, 나무조각 등의 이물질의 경우 사이클론으로는 배출되지 않는다는 문제가 있었다.

또한 상기한 등록특허공보 제756420호에서는 침수조를 거쳐 이물질이 분리된 골재를 컨베이어형태의 배출이송수단을 적용하여 배출하기 때문에 침수조 내에 집수상태인 세척수와 함께 골재가 배출되어 세척수의 손실을 야기하게 된다는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0654250호 (2006.12.06.) 대한민국 등록특허공보 제10-0756420호 (2007.08.31.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 계단접촉 및 유체분사방식으로 골재 내 이물질을 분리하면서 2중 스크류 타입의 골재배출 방식을 적용하여 구성하므로 골재로부터 이물질의 분리효율을 증진시킴과 동시에 배출 이물질의 함수율을 최소화하고, 골재의 배출과정에서 물기를 제거하여 생산 순환골재의 품질을 높일 수 있는 순환골재용 이물질 수력 분리장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명이 제안하는 순환골재용 이물질 수력 분리장치는 내부에 세척수가 저류되며 외부로부터 유입된 골재를 수용하여 이물질을 분리시키기 위한 처리공간을 형성하고, 상부 일단에 이물질이 배출되는 이물배출구를 구비하는 침수조와; 상기 침수조 내에 설치되고 상기 처리공간을 향해 유입되는 골재가 낙하 접촉되되 골재를 향해 물 또는 공기를 분사하여 이물질을 분리시키는 계단형분사부와; 상기 침수조의 이물배출구에 대응하여 설치되고 상기 계단형분사부로부터 분리된 이물질을 공급받아 탈수처리하는 이물탈수부와; 상기 침수조의 처리공간 내 하단에 대응하여 설치되고 이물질이 분리된 골재를 이송하여 배출시킴과 동시에 골재상에 묻은 세척수를 제거하는 골재배출부;를 포함하여 이루어진다.

상기 침수조에는 상부에 대응하여 설치되고 상기 침수조 내 처리공간을 향해 침전제를 투입시킬 수 있게 구비되는 침전제공급기를 포함하고, 상기 침전제공급기에는 투입주기별 또는 물 농도별로 침전제 투입시기를 설정할 수 있게 구비되는 침전제설정수단을 구성한다.

상기 계단형분사부는 상측에서 낙하 유입되는 골재가 순차적으로 접촉될 수 있게 복수 개의 접촉면이 형성된 계단형 구조를 구비되는 다단접촉체와, 상기 다단접촉체 상에 설치되고 골재를 향해 물 또는 공기를 고압분사시키는 분사수단을 구비한다.

상기 다단접촉체의 접촉면은 골재가 원활하게 접촉이동될 수 있게 골재의 이동방향을 향해 전방으로 하향경사지게 형성한다.

상기 분사수단은 세척수가 고압상태로 공급되어 분사시키는 살수노즐과, 외부 블로워로부터 에어가 고압상태로 공급되어 분사시키는 에어노즐을 포함하고, 상기 분사수단에는 상기 살수노즐 및 상기 에어노즐 중 선택하여 물 또는 공기를 선택적으로 분사할 수 있게 설정하는 노즐설정수단을 구비한다.

상기 분사수단의 살수노즐 및 에어노즐은 상향경사방향을 향해 분사하도록 설치되어 골재로부터 분리된 이물질이 수면을 향해 부양될 수 있게 구성됨을 포함하고, 상기 분사수단에는 상기 살수노즐 및 상기 에어노즐의 분사각도를 골재 중 이물질의 함유량에 따라 변경가능하게 설정하는 분사각설정수단을 구비한다.

상기 이물탈수부는 상기 침수조의 이물배출구에 대응하여 구비되고 이물질을 탈수시키는 탈수스크린과, 상기 탈수스크린으로부터 탈수된 물을 수용하여 저류시키는 처리수챔버와, 상기 처리수챔버 내 물을 상기 침수조 또는 상기 계단형분사부에 순환공급하는 물순환수단을 구성한다.

상기 처리수챔버에는 내부에 저류된 물의 수위를 감지하여 외부로부터 보충수의 유입 여부를 제어하는 수위조절밸브를 구비한다.

상기 물순환수단은 상기 처리수챔버 내 물을 순환공급할 수 있게 구동하는 순환펌프와, 상기 순환펌프로부터 상기 침수조 또는 상기 계단형분사부에 물을 공급할 수 있게 연결되는 순환공급배관을 포함하고, 상기 순환공급배관은 상기 순환펌프로부터 연장형성되어 물이 공급되는 주공급배관과, 상기 주공급배관에서 상기 침수조를 향해 물이 공급될 수 있게 연결하는 제1경로배관과, 상기 주공급배관에서 상기 계단형분사부를 향해 물이 공급될 수 있게 연결하는 제2경로배관을 구비한다.

상기 골재배출부는 내부에 골재의 이송경로를 갖되 길이방향으로 연장형성되며 일단에 배출구를 구비하는 배출챔버와, 상기 배출챔버 내 골재가 이송될 수 있도록 상기 배출챔버 상에 회전가능하게 설치되는 배출스크류와, 상기 배출챔버의 일단에 설치되고 상기 배출스크류의 일단에 연결되어 회전력을 인가하는 구동모터를 구성한다.

상기 배출스크류는 상기 배출챔버 상에 회전가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축 상에 설치되어 골재를 이송가능하게 접촉하되 내측에 상기 회전축과는 이격되어 골재상의 물을 배수가능한 배수공간을 형성하는 이중스크류날을 구비한다.

본 발명에 따른 순환골재용 이물질 수력 분리장치에 의하면 골재의 반복적인 낙하 접촉력과 함께 물 또는 공기의 분사력을 낙하하는 골재에 가하여 이물질을 분리시키므로, 골재와 이물질 간에 우수한 분리효율을 도모하면서 순환골재의 생산품질을 향상시키는 것이 가능하다. 나아가, 이물질은 골재와 구분된 경로를 향하도록 분사력을 가해 부양시킨 후 배출 이물질에 대해 탈수처리하므로, 기존 함수율 대비 20%이상 함수율을 줄여 이물질 후처리시 원활한 작업성을 도모할 수 있는 효과를 얻는다.

뿐만 아니라 본 발명에 따른 순환골재용 이물질 수력 분리장치는 골재배출을 위한 이송과정에서 물을 배수처리할 수 있는 공간이 확보되게 구성하므로, 침수조 내 세척수의 유실을 방지하여 유지관리가 용이하며 이물질 분리를 위한 지속적인 작업성능을 유지가능하고, 골재의 물기를 배출과정에서 제거하여 작업의 신속성을 도모함은 물론 순환골재의 생산품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 순환골재용 이물질 수력 분리장치는 골재로부터 분리된 이물질에 대해 탈수처리한 처리수를 침수조 또는 계단형분사부에 순환공급할 수 있게 구성하므로, 지속적인 작업에 요구되는 물 사용량을 줄여 유지관리비용을 절감하며, 보충수의 유입 여부를 자동으로 제어하여 관리자의 편의성을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에서 계단형분사부의 제1실시예를 개략적으로 나타내는 확대도 및 부분확대도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에서 계단형분사부의 제2실시예를 개략적으로 나타내는 확대도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에서 계단형분사부 중 분사수단을 개략적으로 나타내는 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예에서 이물탈수부를 나타내는 정면도.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예에서 이물탈수부를 나타내는 측면도.
도 8은 본 발명에 따른 일실시예에서 골재배출부를 나타내는 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 일실시예에서 배출스크류를 나타내는 정면도.

본 발명은 내부에 세척수가 저류되며 외부로부터 유입된 골재를 수용하여 이물질을 분리시키기 위한 처리공간을 형성하고, 상부 일단에 이물질이 배출되는 이물배출구를 구비하는 침수조와; 상기 침수조 내에 설치되고 상기 처리공간을 향해 유입되는 골재가 낙하 접촉되되 골재를 향해 물 또는 공기를 분사하여 이물질을 분리시키는 계단형분사부와; 상기 침수조의 이물배출구에 대응하여 설치되고 상기 계단형분사부로부터 분리된 이물질을 공급받아 탈수처리하는 이물탈수부와; 상기 침수조의 처리공간 내 하단에 대응하여 설치되고 이물질이 분리된 골재를 이송하여 배출시킴과 동시에 골재상에 묻은 세척수를 제거하는 골재배출부;를 포함하는 순환골재용 이물질 수력 분리장치를 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 순환골재용 이물질 수력 분리장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 순환골재용 이물질 수력 분리장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 침수조(10)와, 계단형분사부(20)와, 이물탈수부(30)와, 골재배출부(40)를 포함하여 이루어진다.

상기 침수조(10)는 내부에 세척수를 수용하여 저류시킴은 물론 외부로부터 일정량의 골재를 수용할 수 있는 공간을 구비한다. 즉 상기 침수조(10)는 상면이 개방되어 골재를 유입할 수 있게 형성하고, 외부로부터 유입된 골재가 세척수에 잠겨 골재상의 이물질을 분리시킬 수 있는 처리공간을 형성한다.

상기에서 골재는 별도의 컨베이어(C)를 통해 외부로부터 이동되는 구조로서, 상기 침수조(10)의 상측에 상기 컨베이어(C)가 배치되고, 상기 침수조(10)의 개방된 상면으로 골재가 낙하하여 유입될 수 있게 형성한다.

상기 침수조(10)는 상광하협의 구조를 갖는 호퍼 형태로 이루어지고, 하단에는 골재의 세척작업에 의해 오염된 처리수를 배출시킬 수 있는 배수구(17)와 함께 개폐밸브(18)를 구비토록 구성한다.

상기 침수조(10)에는 상부 일단에 이물질 즉 상기 침수조(10) 내 세척수 수면에 부유상태인 이물질을 배출시킬 수 있는 이물배출구(11)를 구비한다.

또한 상기 침수조(10)에는 도 1에 나타낸 바와 같이, 상측 개방된 상면에 대응하여 상기 침수조(10)의 상부에 설치되고, 상기 침수조(10) 내 골재 및 세척수가 수용된 처리공간을 향해 침전제(예를 들면, 고분자응집제 등)를 투입시킬 수 있게 구비되는 침전제공급기(13)를 구성한다.

상기에서 침전제공급기(13)는 내부에 일정용량의 침전제를 수용한 채 상기 침수조(10)를 향해 침전제를 투입하되 일정 주기별로 침전제가 투입될 수 있게 설정하여 자동제어가능한 침전제설정수단(15)을 구비한다. 즉, 상기 침전제공급기(13)의 침전제 투입구동은 상기 침전제설정수단(15)의 설정정보에 따라 구동제어한다.

상기 침전제설정수단(15)은 작업자의 시간설정에 따른 투입주기별로 침전제 투입시기를 설정하여 상기 침전제공급기(13)의 공급시기를 구동제어하는 것이 가능하고, 상기 침전제설정수단(15)은 상기 침수조(10) 내에 농도측정기를 설치한 후 측정된 물 농도별로 침전제 투입시기를 설정하여 상기 침전제공급기(13)의 공급시기를 구동제어하는 것도 가능하다.

상기 계단형분사부(20)는 골재의 최초 공급설비인 컨베이어(C)로부터 상기 침수조(10)를 향해 낙하하는 골재에서 이물질을 분리시키는 기능을 수행한다.

상기 계단형분사부(20)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 침수조(10) 내에 설치되되 상기 컨베이어(C)가 상측에 대응되게 위치하도록 구비한다.

상기에서 컨베이어(C)는 계단형분사부(20)와 소정의 간격을 두고 위치하도록 구성하므로, 골재가 컨베이어(C)로부터 낙하시 상기 계단형분사부(20)와의 접촉충격이 가해질 수 있는 구조를 이루게 된다.

상기 계단형분사부(20)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 침수조(10)의 처리공간을 향해 상기 컨베이어(C)에서 유입되는 골재가 낙하 접촉되되 골재를 향해 물 또는 공기를 분사하여 이물질을 분리시킬 수 있는 구조로서, 다단접촉체(21) 및 분사수단(25)을 구비토록 구성한다.

상기 다단접촉체(21)는 상측에서 낙하 유입되는 골재가 접촉될 수 있는 접촉면(22)을 구비하되, 최초 낙하 유입된 골재가 순차적으로 접촉될 수 있게 복수 개(도 3에는 3개)의 접촉면(22)이 형성된 계단형 구조를 형성한다.

상기에서 다단접촉체(21)는 강성 및 내충격성이 우수한 강판이나 합금강 등의 금속재질을 사용하여 구성하고, 상기 다단접촉체(21)의 접촉면(22)을 거친 표면으로 구성하므로, 골재와의 접촉에 따른 변형을 방지한 채 골재의 접촉효율을 보다 향상시킬 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

상기 다단접촉체(21)의 접촉면(22)은 수평면 또는 경사면으로 형성한다. 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 다단접촉체(21)의 접촉면(22)은 횡 방향으로 평탄한 수평면으로 형성하여 우수한 접촉효율만을 도모할 수 있게 구성하는 것도 가능하고, 상기 다단접촉체(21)의 접촉면(22)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 골재의 이동방향을 향해 전방으로 하향경사지게 형성하여 골재가 상기 접촉면(22)과 접촉됨과 동시에 전방을 향한 이동방향성을 제시하여 골재가 원활하게 접촉이동될 수 있게 구성하는 것도 가능하다.

상기 분사수단(25)은 상기 다단접촉체(21) 상에 설치되고 상기 접촉면(22)을 향해 낙하되는 골재에 물 또는 공기를 고압분사시키도록 구성한다. 즉 상기 다단접촉체(21)의 접촉면(22)에 접하도록 낙하되는 골재에 대하여 상기 접촉면(22)과 접촉하는 과정에서 상기 분사수단(25)이 골재에 물 또는 공기를 고압분사시켜 골재상에 묻은 이물질을 분리 및 부유시킬 수 있도록 구성한다.

상기 분사수단(25)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 세척수가 고압상태로 공급되어 분사시키는 살수노즐(26)과, 외부 블로워(B)로부터 에어가 고압상태로 공급되어 분사시키는 에어노즐(27)을 구비한다.

상기한 분사수단(25)의 살수노즐(26) 및 에어노즐(27)은 양자 구성 모두 일괄적으로 함께 구동하여 골재를 향해 물과 공기를 동시에 분사시키도록 구성하는 것도 가능하고, 상기 살수노즐(26) 및 상기 에어노즐(27) 중 선택적으로 구동하여 물 또는 공기 중 하나만을 분사시킬 수 있게 구성하는 것도 가능하다.

상기 분사수단(25)에는 상기 살수노즐(26) 및 상기 에어노즐(27) 중 선택하여 물 또는 공기를 선택적으로 분사할 수 있게 설정하는 노즐설정수단(28)을 구비한다.

상기 노즐설정수단(28)은 작업자로부터 설정된 제어신호를 상기 분사수단(25)에 인가하도록 구성한다. 즉 상기 노즐설정수단(28)은 상기 살수노즐(26) 및 상기 에어노즐(27)을 모두 구동시키도록 설정제어하거나 상기 살수노즐(26) 및 상기 에어노즐(27) 중 어느 하나만을 선택적으로 구동시키도록 설정제어하는 것이 가능하다.

상기 노즐설정수단(28)의 설정기준은 골재의 크기나 작업량, 이물질 함유량 등을 기준으로 설정하여 제어하므로, 작업환경에 맞춰 이물질 분리를 위한 작업효율을 향상시키는 것이 가능하다.

상기 분사수단(25)의 살수노즐(26) 및 에어노즐(27)은 골재를 향하는 전방으로 물 또는 에어를 분사시킬 수 있게 설치되되 각각 전방 상향경사방향을 향해 분사하도록 설치된다.

상기에서 살수노즐(26) 및 에어노즐(27)의 전방을 향한 상향경사각도(α)는 상기 분사수단(25)이 설치된 상기 다단접촉체(21) 상의 설치면에서 전방 직각방향을 기준으로 상측을 향해 5~25°의 경사각을 이루는 분사각도(α)를 조성토록 형성한다.

상기 분사수단(25)에는 상기 살수노즐(26) 및 상기 에어노즐(27) 개개의 분사각도(α)를 골재의 이물질 함유량에 따라 변경가능하게 설정하기 위한 분사각설정수단(29)을 구비한다. 즉 상기 분사수단(25)의 살수노즐(26) 및 에어노즐(27)은 각각 상기 다단접촉체(21) 상에 상하 각도를 조절할 수 있게 설치되고, 상기 분사각설정수단(29)에 입력되는 각도설정치에 따라 상기 살수노즐(26) 및 상기 에어노즐(27)의 각도를 변경구동할 수 있게 구성한다.

상기에서 분사각설정수단(29)에 따라 변경가능한 살수노즐(26) 및 에어노즐(27)의 조절각도는 5~25°의 범위 내에서 조절가능한 구조로 구성한다.

상기와 같이 상향경사방향을 향해 물 또는 공기를 분사시킬 수 있는 분사수단(25)을 구성하게 되면, 골재로부터 분리된 이물질이 수면을 향해 원활하게 부양시키는 것이 가능하다.

상기 이물탈수부(30)는 상기 침수조(10)의 이물배출구(11)에 대응하여 설치되고 상기 계단형분사부(20)로부터 분리된 이물질이 공급되도록 위치하고, 상기 침수조(10)로부터 배출되는 이물질을 탈수처리하는 기능을 수행한다.

상기 이물탈수부(30)는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 침수조(10)의 이물배출구(11)에 대응하여 구비되고 이물질을 탈수시키는 탈수스크린(31)과, 상기 탈수스크린(31)으로부터 탈수된 물을 수용하여 저류시키는 처리수챔버(33)와, 상기 처리수챔버(33) 내 물을 순환공급하는 물순환수단(35)으로 구성한다.

상기 탈수스크린(31)은 이물질과 물을 분리하기 위한 구성으로, 일반적인 진동스크린 등의 스크린과 동일한 구성으로 적용하여 구성하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 처리수챔버(33)에는 도 7에 나타낸 바와 같이, 내부에 저류된 물의 수위를 감지하여 외부로부터 보충수의 유입 여부를 제어하는 수위조절밸브(34)를 구비한다. 즉 상기 처리수챔버(33) 내에 저류되는 물은 항시 일정한 설정수위로 채워질 수 있게 구성하며, 상기 처리수챔버(33) 내에 물이 설정수위보다 낮은 경우 상기 수위조절밸브(34)가 개방되어 외부의 보충수를 유입시키고, 상기 처리수챔버(33) 내에 물이 설정수위까지 채워진 경우 상기 수위조절밸브(34)가 폐쇄되어 외부의 보충수 유입을 차단시킨다.

상기 침수조(10) 및 상기 계단형분사부(20)는 각각 상기 처리수챔버(33)로부터 물을 공급받아 사용하는 구조로서, 상기 물순환수단(35)은 상기 처리수챔버(33) 내 물을 상기 침수조(10) 또는 상기 계단형분사부(20)에 순환공급하도록 구성한다.

상기 물순환수단(35)은 상기 처리수챔버(33) 내 물을 순환공급할 수 있게 구동하는 순환펌프(36)와, 상기 순환펌프(36)로부터 상기 침수조(10) 또는 상기 계단형분사부(20)에 물을 공급할 수 있게 연결되는 순환공급배관(37)을 구성한다.

상기 순환공급배관(37)은 상기 순환펌프(36)로부터 연장형성되어 물이 공급되는 주공급배관(37a)과, 상기 주공급배관(37a)에서 상기 침수조(10)를 향해 물이 공급될 수 있게 연결하는 제1경로배관(37b)과, 상기 주공급배관(37a)에서 상기 계단형분사부(20)를 향해 물이 공급될 수 있게 연결하는 제2경로배관(37c)을 구비한다.

상기에서 제1경로배관(37b) 및 제2경로배관(37c)에는 각각 제어밸브(38)를 구비토록 구성한다. 즉 상기 순환펌프(36)로부터 상기 주공급배관(37a)을 따라 이동된 물이 상기 침수조(10) 또는 상기 계단형분사부(20)에 선택적으로 공급될 수 있게 상기 제어밸브(38)에서 상기 제1경로배관(37b) 및 상기 제2경로배관(37c)의 유로를 개폐제어하도록 구성한다.

예를 들면, 상기 처리수챔버(33)로부터 공급되는 물이 상기 침수조(10) 및 상기 계단형분사부(20)에 모두 공급될 수 있게 상기 제1경로배관(37b) 및 상기 제2경로배관(37c)을 모두 개방시키는 것이 가능하고, 상기 처리수챔버(33)로부터 공급되는 물이 상기 침수조(10) 또는 상기 계단형분사부(20) 중 어느 하나에만 공급될 수 있게 상기 제1경로배관(37b) 및 상기 제2경로배관(37c)을 선택적으로 개폐시키는 것이 가능하다.

상기와 같이 이물질에 대해 탈수처리한 처리수를 침수조(10) 또는 계단형분사부(20)에 순환공급할 수 있는 물순환수단(35)을 구성하게 되면, 지속적인 작업에 요구되는 물 사용량을 줄여 유지관리비용을 절감하며, 보충수의 유입 여부를 자동으로 제어하여 관리자의 편의성을 도모하는 것이 가능하다.

상기 골재배출부(40)는 상기 침수조(10) 내 이물질이 분리된 골재를 이송하여 양산할 수 있게 배출시킴은 물론 골재상에 묻은 세척수를 배수처리하여 제거시키는 기능을 수행한다.

상기 골재배출부(40)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 침수조(10) 내 골재를 외부로 이송시킬 수 있도록 상기 침수조(10)의 처리공간 내 하단에 대응하여 설치된다.

상기 골재배출부(40)는 일단이 상기 침수조(10)의 하단에 대응하여 설치되되 한쪽 상향경사방향으로 기울어져 연장 형성됨에 따라 골재의 원활한 이동성을 도모하면서 골재가 배출될 수 있는 공간을 충분히 확보하며 골재의 세척수에 대한 원활한 배수효율을 도모하는 것이 가능하다.

상기 골재배출부(40)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 내부에 골재의 이송경로를 갖는 배출챔버(41)와, 상기 배출챔버(41) 상에 회전가능하게 설치되는 배출스크류(43)와, 상기 배출챔버(41)의 일단에 설치되고 상기 배출스크류(43)의 일단에 연결되어 회전력을 인가하는 구동모터(45)로 구성한다.

상기 배출챔버(41)는 한쪽 상향경사지게 길이방향으로 연장형성되며 일단에 하측으로 골재가 배출될 수 있는 배출구(42)를 구비한다.

상기 배출스크류(43)는 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 배출챔버(41) 내 이송경로를 따라 골재가 이송될 수 있게 회전하는 구조로서, 상기 배출챔버(41) 상에 상기 구동모터(45)의 동력을 받아 회전가능하게 설치되는 회전축(43a)과, 상기 회전축(43a) 상에 설치되되 상기 회전축(43a)의 길이방향을 따라 연장 형성되고 골재를 이송가능하게 접촉하는 이중스크류날(43b)을 구비한다.

상기 이중스크류날(43b)은 도 9에 나타낸 바와 같이, 내측에 상기 회전축(43a)의 외주 둘레면으로부터 이격되어 골재상의 물이 상기 침수조(10)를 향해 배수될 수 있는 배수공간(44)을 형성한다.

상기 이중스크류날(43b)은 2개의 스크류날을 적용하여 상/하단이 서로 상기 회전축 상에 연결되므로, 일체형 구조를 갖는 이중스크류날을 형성한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 순환골재용 이물질 수력 분리장치의 작동관계를 간단히 살펴보면, 먼저 전원을 인가하여 계단형분사부(20) 및 이물탈수부(30), 골재배출부(40)의 구성들을 구동시킨 상태에서 컨베이어(C)를 통해 유입되는 골재를 수용한다. 이때 골재는 컨베이어(C)에서 낙하하여 상기 계단형분사부(20)의 다단접촉체(21)의 접촉면(22)에 접촉됨과 동시에 골재를 향해 분사수단(25)이 물 또는 공기를 고압분사하므로 골재로부터 이물질을 분리한 후 분리된 이물질을 세척수 상에 부양시키게 된다. 이어 골재는 침수조(10)의 하부로 가라앉는 반면 수면상에 부양된 이물질은 이물배출구(11)를 통해 침수조(10)에서 배출되어 상기 이물탈수부(30)에 공급되고, 상기 이물탈수부(30)의 탈수스크린(31)이 구동하여 이물질 상의 수분을 탈수시키므로 처리수챔버(33)에 물을 저류시키게 된다. 반면 이물질이 분리된 골재는 상기 골재배출부(40)의 배출챔버(41)로 유입되면서 상기 배출스크류(43)의 회전에 의해 이송되고, 상기 배출챔버(41)의 배출구(42)에 이르러 배출된 골재를 수집하게 된다.

이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 순환골재용 이물질 수력 분리장치를 적용한 후 이물질 제거와 관련된 처리결과를 평가하였다.

[순환골재의 이물질 처리]

순환골재의 이물질 제거 평가를 위한 이물질 함유량 시험은 KS F 2576「순환골재의 이물질 함유량 시험」에 의하여 실시하였으며, 그 실험 방법은 물 분사, 공기 분사, 물과 공기를 동시에 분사하는 것에 대해서 골재 내에 함유되어 있는 이물질 함유량 시험을 실시하였다.

[물 분사방식을 적용한 순환골재의 이물질 처리]

(1) 스크린을 적용한 이물질 함유량(비교예)

준비된 골재를 스크린이 장착된 일반적인 이물질 분지장치에 투입하여 골재를 스크린과의 접촉으로 이물질을 분리시킨 후 해당 골재에 대한 이물질 함유량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

(2) 물 분사를 적용한 이물질 함유량(실시예 1)

준비된 골재를 본 발명에 따른 순환골재용 이물질 수력 분리장치에 투입하되 물 분사방식을 적용하여 낙하 골재를 향해 물을 분사하므로 이물질을 분리시킨 후 해당 골재에 대한 이물질 함유량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분	비교예	실시예 1
이물질 함유량(%)	7.64	0.76

[공기 분사방식을 적용한 순환골재의 이물질 처리]

(1) 스크린을 적용한 이물질 함유량(비교예)

준비된 골재를 스크린이 장착된 일반적인 이물질 분지장치에 투입하여 골재를 스크린과의 접촉으로 이물질을 분리시킨 후 해당 골재에 대한 이물질 함유량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

(2) 공기 분사를 적용한 이물질 함유량(실시예 1)

준비된 골재를 본 발명에 따른 순환골재용 이물질 수력 분리장치에 투입하되 공기 분사방식을 적용하여 낙하 골재를 향해 공기를 분사하므로 이물질을 분리시킨 후 해당 골재에 대한 이물질 함유량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

구분	비교예	실시예 1
이물질 함유량(%)	7.64	0.93

[물과 공기 복합분사방식을 적용한 순환골재의 이물질 처리]

(1) 스크린을 적용한 이물질 함유량(비교예)

준비된 골재를 스크린이 장착된 일반적인 이물질 분지장치에 투입하여 골재를 스크린과의 접촉으로 이물질을 분리시킨 후 해당 골재에 대한 이물질 함유량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

(2) 물과 공기 복합분사를 적용한 이물질 함유량(실시예 1)

준비된 골재를 본 발명에 따른 순환골재용 이물질 수력 분리장치에 투입하되 물과 공기 복합분사방식을 적용하여 낙하 골재를 향해 물과 공기를 동시에 분사하므로 이물질을 분리시킨 후 해당 골재에 대한 이물질 함유량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

구분	비교예	실시예 1
이물질 함유량(%)	7.64	0.69

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 순환골재용 이물질 수력 분리장치에 의하면 골재의 반복적인 낙하 접촉력과 함께 물 또는 공기의 분사력을 낙하하는 골재에 가하여 이물질을 분리시키므로, 골재와 이물질 간에 우수한 분리효율을 도모하면서 순환골재의 생산품질을 향상시키는 것이 가능하다. 나아가, 이물질은 골재와 구분된 경로를 향하도록 폭기 분사력을 가해 부양시킨 후 배출 이물질에 대해 탈수처리하므로, 기존 함수율 대비 20%이상 함수율을 줄여 이물질 후처리시 원활한 작업성을 도모하는 것이 가능하다.

뿐만 아니라 본 발명은 골재배출을 위한 이송과정에서 물을 배수처리할 수 있는 공간이 확보되게 구성하므로, 침수조 내 세척수의 유실을 방지하여 유지관리가 용이하며 이물질 분리를 위한 지속적인 작업성능을 유지가능하고, 골재의 물기를 배출과정에서 제거하여 작업의 신속성을 도모함은 물론 순환골재의 생산품질을 향상시키는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 순환골재용 이물질 수력 분리장치의 바람직한 실시예에 대하여 예시적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

10 : 침수조 11 : 이물배출구 13 : 침전제공급기
15 : 침전제설정수단 17 : 배수구 18 : 개폐밸브
20 : 계단형분사부 21 : 다단접촉체 22 : 접촉면
25 : 분사수단 26 : 살수노즐 27 : 에어노즐
28 : 노즐설정수단 29 : 분사각설정수단 30 : 이물탈수부
31 : 탈수스크린 33 : 처리수챔버 34 : 수위조절밸브
35 : 물순환수단 36 : 순환펌프 37 : 순환공급배관
37a : 주공급배관 37b : 제1경로배관 37c : 제2경로배관
40 : 골재배출부 41 : 배출챔버 42 : 배출구
43 : 배출스크류 43a : 회전축 43b : 이중스크류날
44 : 배수공간 45 : 구동모터

Claims (11)

1. 내부에 세척수가 저류되며 외부로부터 유입된 골재를 수용하여 이물질을 분리시키기 위한 처리공간을 형성하고, 상부 일단에 이물질이 배출되는 이물배출구를 구비하는 침수조와; 상기 침수조 내에 설치되고 상기 처리공간을 향해 유입되는 골재가 낙하 접촉되되 골재를 향해 물 또는 공기를 분사하여 이물질을 분리시키는 계단형분사부와; 상기 침수조의 이물배출구에 대응하여 설치되고 상기 계단형분사부로부터 분리된 이물질을 공급받아 탈수처리하는 이물탈수부와; 상기 침수조의 처리공간 내 하단에 대응하여 설치되고 이물질이 분리된 골재를 이송하여 배출시킴과 동시에 골재상에 묻은 세척수를 제거하는 골재배출부;를 포함하여 이루어지고,
   상기 계단형분사부는, 상측에서 낙하 유입되는 골재가 순차적으로 접촉될 수 있게 복수 개의 접촉면이 형성된 계단형 구조를 구비되는 다단접촉체와, 상기 다단접촉체 상에 설치되고 골재를 향해 물 또는 공기를 고압분사시키는 분사수단을 포함하며,
   상기 분사수단은, 세척수가 고압상태로 공급되어 분사시키는 살수노즐과, 외부 블로워로부터 에어가 고압상태로 공급되어 분사시키는 에어노즐을 포함하고, 상기 분사수단에는 상기 살수노즐 및 상기 에어노즐 중 선택하여 물 또는 공기를 선택적으로 분사할 수 있게 설정하는 노즐설정수단을 포함하여 이루어지는 순환골재용 이물질 수력 분리장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 침수조에는 상부에 대응하여 설치되고 상기 침수조 내 처리공간을 향해 침전제를 투입시킬 수 있게 구비되는 침전제공급기를 포함하고,
   상기 침전제공급기에는 투입주기별 또는 물 농도별로 침전제 투입시기를 설정할 수 있게 구비되는 침전제설정수단을 포함하여 이루어지는 순환골재용 이물질 수력 분리장치.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 다단접촉체의 접촉면은 골재가 원활하게 접촉이동될 수 있게 골재의 이동방향을 향해 전방으로 하향경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 순환골재용 이물질 수력 분리장치.
   
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 분사수단의 살수노즐 및 에어노즐은 상향경사방향을 향해 분사하도록 설치되어 골재로부터 분리된 이물질이 수면을 향해 부양될 수 있게 구성됨을 포함하고,
   상기 분사수단에는 상기 살수노즐 및 상기 에어노즐의 분사각도를 골재 중 이물질의 함유량에 따라 변경가능하게 설정하는 분사각설정수단을 포함하여 이루어지는 순환골재용 이물질 수력 분리장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 이물탈수부는, 상기 침수조의 이물배출구에 대응하여 구비되고 이물질을 탈수시키는 탈수스크린과, 상기 탈수스크린으로부터 탈수된 물을 수용하여 저류시키는 처리수챔버와, 상기 처리수챔버 내 물을 상기 침수조 또는 상기 계단형분사부에 순환공급하는 물순환수단을 포함하여 이루어지는 순환골재용 이물질 수력 분리장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 처리수챔버에는 내부에 저류된 물의 수위를 감지하여 외부로부터 보충수의 유입 여부를 제어하는 수위조절밸브를 포함하여 이루어지는 순환골재용 이물질 수력 분리장치.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 물순환수단은, 상기 처리수챔버 내 물을 순환공급할 수 있게 구동하는 순환펌프와, 상기 순환펌프로부터 상기 침수조 또는 상기 계단형분사부에 물을 공급할 수 있게 연결되는 순환공급배관을 포함하고,
   상기 순환공급배관은 상기 순환펌프로부터 연장형성되어 물이 공급되는 주공급배관과, 상기 주공급배관에서 상기 침수조를 향해 물이 공급될 수 있게 연결하는 제1경로배관과, 상기 주공급배관에서 상기 계단형분사부를 향해 물이 공급될 수 있게 연결하는 제2경로배관을 포함하여 이루어지는 순환골재용 이물질 수력 분리장치.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 골재배출부는, 내부에 골재의 이송경로를 갖되 길이방향으로 연장형성되며 일단에 배출구를 구비하는 배출챔버와, 상기 배출챔버 내 골재가 이송될 수 있도록 상기 배출챔버 상에 회전가능하게 설치되는 배출스크류와, 상기 배출챔버의 일단에 설치되고 상기 배출스크류의 일단에 연결되어 회전력을 인가하는 구동모터를 포함하여 이루어지는 순환골재용 이물질 수력 분리장치.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 배출스크류는, 상기 배출챔버 상에 회전가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축 상에 설치되어 골재를 이송가능하게 접촉하되 내측에 상기 회전축과는 이격되어 골재상의 물을 배수가능한 배수공간을 형성하는 이중스크류날을 포함하여 이루어지는 순환골재용 이물질 수력 분리장치.
    

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