KR102035450B1 - 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 1차 파쇄,분리,선별공정의 전처리공정을 거친 건설폐기물, 폐유리, 폐 요업재료의 골재원료는 굵은골재와 잔골재와 같이 골재입도만 조절된 것으로, 특히 폐 콘크리트의 표면에 부착된 토분, 몰타르, 시멘트 페이스트와 비닐, 종이, 목재의 이물질을 효과적으로 박리하여 제거하고, 상기 골재원료들에 포함되어 있으나 골재원료의 파쇄, 분리, 선별 처리공정에서 이물질의 크기와 중량이 작아 분리하지 못한 토분, 분진과 목재, 비닐, 종이류의 이물질을 분쇄미립자로 분리 제거하면서, 물리적인 충격힘에 의한 골재원료의 파괴정도를 조절가능하고, 골재원료의 각지고 모난 표면을 부드럽게 곡선형 또는 구형으로 연속적으로 파쇄 및 연마함으로써, 우수한 품질의 순환골재 제조를 위해 물세척 또는 화학처리 공정이 없이 골재원료의 표면에 부착된 토분, 몰타르, 시멘트 페이스트와 목재, 비닐, 종이류의 이물질을 작은 에너지로 단시간 내에 빠르게 박리하여 제거함은 물론, 고장요인이 적고 처리공정이 짧은 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법 및 그 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명의 파쇄수단에서는 회전형드럼의 원심력에 의해 연속적으로 가이드와 라이너에 충돌되게 함으로써 원활한 파쇄가 이루어지게 됨은 물론이고, 고속으로 작동이 이루어지게 되는 효과로 인하여 작업성이 향상되는 효과를 가지게 되며, 또한 파쇄된 골재원료의 표면을 연마하여 각진 부분이 없는 구형에 가까운 순환골재를 생산함으로써 양질의 순환골재를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 그 구조가 비교적 간단하고 제조 및 조립성이 좋을 뿐만 아니라 수리 및 보수가 용이하고, 구동모터의 인버터 제어를 통해 다양한 골재원료의 특성에 따라 회전속도를 조절함으로써 파쇄강도 및 연마 정도를 조절할 수 있으며, 마쇄장치를 다단식으로 구성하여 파쇄와 연마를 단계별로 연속적으로 이루어짐에 따라 작업효율의 극대화는 물론이고, 적은 에너지로서 짧은 시간에 많은 폐 콘크리트(골재원료)를 양질의 순환골재로 생산할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법 및 그 장치{Manufacturing mothed and its apparatus for recycled aggregates from construction wastes using crushing and grinding machine}

본 발명은 건설 및 기타산업에 수반되어 배출되는 폐 콘크리트와 폐유리, 폐도자기, 폐타일 등의 폐 요업재료를 1차 전처리 공정을 통해 적정 크기로 파쇄한 건설폐기물을 이용하여 순환골재로 재활용 할 수 있도록 골재원료를 파쇄 및 연마하는 기능을 가지는 마쇄장치를 이용하여 건설폐기물로부터 순환골재를 생산하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건설현장에서 발생하는 건설폐기물과 폐유리, 폐 요업재료의 골재원료에 포함된 골재, 몰타르(시멘트와 모래)와 토분, 분진, 그리고 작고 가벼운 비닐, 종이, 목재류의 이물질을 마쇄장치를 하나 또는 다단식으로 구성하여 골재에 부착된 몰타르 또는 이물질을 파쇄 박리하여 제거함으로써 골재의 순도를 높게 하고, 이물질을 효율적으로 분리하고, 각지고 모난 거친 골재원료 표면을 연마하여 곡선형 또는 구형으로 만듦으로서, 품질이 우수하고 고강도의 순환골재를 생산하는 마쇄장치와 이를 이용하여 순환골재를 생산하는 방법에 관한 것이다. 이를 요약해서 표현하자면 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 노후화 등으로 각종의 건설폐기물이 2020년 1억 560만톤 배출될 것으로 예상되고 있고, 2010년 건설회사에서 발생한 건설폐기물 1,670만톤 중 도로기층용 이상 사용실적은 9.5%에 불과하였고, 매립지의 부족, 불법투기 등으로 인하여 자연환경의 파괴가 만연하는 과정에서 자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률에 의하여 건설 폐기물 중 지정 부산물을 재활용하도록 의무화하고 있다.

건축구조물의 철거 과정에서 발생하는 폐 콘크리트는 전처리 공정을 거친 골재원료는 물리적 및 화학적인 처리공정을 거쳐 순환골재로 재활용된다. 일반적으로 상기 폐 콘크리트의 전처리 공정은 다양한 규격의 파쇄능력을 갖는 크러셔를 사용하여 재활용 용도의 골재 크기로 분쇄하는 파쇄공정과, 풍력, 자력, 인력 등을 활용하여 철근이나 이물질을 분리하는 분리공정과, 다양한 규격의 스크린을 사용하여 재활용 용도에 의한 입도 크기로 분리하는 선별공정 등 일련의 연속적인 공정으로 이루어진다.

즉, 파쇄 공정을 통해 골재의 입도만을 조절하는 것일 뿐이기 때문에 골재를 원하는 입도로 분쇄하는 것이 어렵고, 분쇄된 골재는 골재와 몰타르, 시멘트 페이스트가 분리되지 못하고, 골재원료 입자의 모양이 부정형으로 각지고 모난 골재로 생산되어 순환골재의 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

이에 따라 여러 업체에서 생산된 순환골재는 성토, 복토용 등으로 사용이 국한되어 다량 사용되고 있으며, 고부가가치 순환골재 활용실적은 10%를 밑돌고 있는 실정으로 각 건설업체도 저품질의 순환골재를 기피하고 있다.

특히, 건설폐기물의 표면에 부착된 몰타르는 골재의 흡수율을 높이고, 미수화된 몰타르에 의한 알칼리량의 과다로 인한 알카리 골재반응의 발생가능성이 높고, 골재원료에 포함된 토분,분진과 목재,비닐,종이의 이물질은 시멘트 페이스트와 골재 또는 철근과의 부착력을 감소시켜 콘크리트의 강도와 안정성에 영향을 미치는 등 재생 및 순환 골재의 품질을 낮추기 때문에 골재의 재생시 반드시 제거하여야 하는데, 종래 순환골재 재생기술은 대개 골재 입도 크기를 맞추기 위한 파분쇄 기술에 의존하기 때문에 재생 및 순환골재의 표면에 시멘트 페이스트와 토분이 묻어있는 상태이다. 이처럼 시멘트 페이스트와 토분이 묻어있는 골재원료는 레미콘용 골재로 사용되지 못하고 단순 매립용 또는 복토재, 도로보조기층용으로만 사용될 수 밖에 없는 단점이 있다.

이와 같은 단점을 해결하기 위하여 건식 충격기 골재생기를 이용하여 골재에 물리적인 충격을 가하여 골재를 생산하는 방법, 회전식 드럼통에 골재를 투입하여 드럼을 회전시켜 골재 표면에 부착된 몰타르를 제거하는 방법, 폐벨트를 이용하여 다중 압축형 골재를 마쇄하는 방법 등의 물리적인 처리과정과 파쇄된 골재를 수조에 침전시키고 하부에서 공기방울을 대량으로 불어 넣어 몰타르와 골재의 밀도차이를 이용하여 분리하는 방법 등의 물과 화학약품을 사용하는 화학적 처리과정을 통해 시멘트 페이스트를 제거하거나 토분을 선별하기 위한 기술들이 제안된 바 있으나, 물리적인 충격식의 경우, 충격식 분쇄기를 회전시켜 순환골재를 생산하는 방법은 시멘트 페이스트와 골재를 균일하게 연속적으로 박리하기 어렵고, 파쇄 박리를 위한 공정처리 시간이 길고, 설비의 대형화에 어려운 단점이 있다. 다른 방법의 경우 후처리를 위한 물과 화학약품의 사용에 따른 비용이 지속적으로 발생되어 부담이 커지고 환경을 오염시킬 수 있는 단점이 있다. 그리고 물과 화학약품에 의해 폐 콘크리트의 표면에서 이물질을 제거한다 하여도 이는 이물질을 제거하는 것일 뿐이므로 순환골재의 표면이 각지고 모난 부분이 많아 골재와 시멘트의 결합강도가 약해짐에 따라 고품위 순환골재를 생산하지 못함에 따라 경제성을 갖거나 대량생산 체제 구축 등이 곤란하여 실용화에 상당한 어려움을 겪고 있다.

또한, 폐기물 처리현장에서 발생하는 폐유리, 폐 요업재료의 폐 골재원료는 파분쇄 및 후처리를 통해 콘크리트 골재로 사용이 가능하지만, 이를 위해서는 상기의 폐 골재원료에 포함되어 있으나 콘크리트의 강도와 안정성에 영향을 미치는 토분, 분진과 비닐, 종이, 목재의 이물질을 물리적 처리공정과 물 또는 화학약품 공정에 따른 시설투자와 배출되는 오염원의 환경처리 시설의 투자와 유지에 많은 비용이 사용되므로 순환골재의 생산비용이 상승하게 되는 문제점도 있다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 건설폐기물, 폐유리, 폐 요업재료의 폐 골재를 1차 파쇄,분리,선별공정의 전처리공정을 거친 건설폐기물(이하 골재원료 라고 함)은 굵은골재와 잔골재와 같이 골재입도만 조절된 것으로, 상기 골재원료의 표면에 부착된 토분, 몰타르, 시멘트 페이스트를 효과적으로 파쇄 및 박리하여 제거하고, 상기 골재원료들에 포함되어 있으나 골재원료의 파쇄, 분리, 선별 처리공정에서 이물질의 크기와 중량이 작아 분리하지 못한 토분, 분진과 비닐, 종이, 목재류의 이물질을 분리 제거하면서, 원심력의 충격힘에 의한 골재원료의 파괴정도를 조절가능하고, 각지고 모난 골재원료의 표면을 부드럽게 곡선형 또는 구형으로 연속적으로 파쇄 및 연마하여 우수한 품질의 순환골재를 제조하고, 파쇄 및 연마과정에서 발생하는 분진과 분쇄미립자의 처리를 위해 물 또는 화학처리 공정이 없이 골재원료의 표면에 부착된 토분, 몰타르, 시멘트 페이스트와 목재, 비닐, 종이류의 분쇄미립자 이물질을 작은 에너지로 단시간 내에 빠르게 박리하여 효과적으로 제거함은 물론, 고장요인이 적고 처리공정 시간이 짧은 단독 또는 다단식으로 구성한 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법 및 그 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 골재원료가 투입되는 투입호퍼와, 구동모터에 의해 회전하는 회전축과 함께 고속으로 회전하면서 연마수단인 회전형드럼(rotating drum)과, 풍압을 발생시키는 임펠러(impeller)와, 파쇄수단인 가이드벤(guide van)과, 순환골재를 배출하는 골재배출홈과 골재배출구와, 그리고 분진을 배출하는 분진배출구와, 구동모터 동력을 전달하는 수단인 구동부로 이루어지는 마쇄장치(crushing and grinding machine)에 의해 골재원료를 가이드벤에 연속적으로 반복하여 충격시켜 파쇄토록 함과 동시에 몰타르, 시멘트 페이스트, 토분, 분진을 골재로부터 박리토록 하고, 동시에 상기 박리된 몰타르와 시멘트 페이스트를 가이드벤에 연속적으로 반복 파쇄시켜 다시 모래와 시멘트로 분쇄 박리시키고, 작은 크기로 파쇄 및 분리된 골재와 모래를 회전형드럼을 통하여 연마토록 하여, 각지고 모난 골재와 모래의 표면을 곡선형 또는 구형으로 개선하고, 일정크기의 순환골재는 상기 회전형드럼의 상부 외주부측에 있는 골재배출홈을 통해 배출하고, 골재원료에 포함된 미세한 토분 및 분진과 상기의 이물질들은, 연속된 파쇄 및 연마과정에서 분리되어 비산되어 임펠러와 송풍블로워에서 발생 및 공급되는 공기의 힘에 의해 순환골재와 분리되고, 다시 분진배출구를 통해 집진장치에 포집 되도록 함으로써 상기 건설폐기물의 골재원료에서 골재, 모래, 시멘트 페이스트와 토분과 분진 그리고 상기 이물질을 분리시키고, 골재를 파쇄와 연마 기능을 하나의 장치로서 이루어지도록 하기 위한 마쇄장치를 제공하고, 이를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법과 그 장치를 제공하는 것을 목적을 한다.

또한, 기존 폐 콘크리트를 순환골재로 생산하는 과정 중 대부분이 물세척 등의 습식과정으로 처리함에 따라 2차적 환경오염을 발생하나 본 발명은 건식방식으로 2차적 오염을 막는 것을 목적으로 한다.

일반적으로 순환골재를 생산하기 위해서는 건설폐기물이 발생되는 채취현장에서 1차적으로 포크레인, 햄머, 드릴 등을 이용하여 적정한 크기로 파쇄하는 전처리공정을 거친 후 건설폐기물의 재활용을 위한 처리사업장으로 이동 운반되고, 처리사업장에서는 건설폐기물을 죠 크라샤 등을 이용하여 적정한 크기로 파쇄한 다음, 콘크라샤 또는 임팩트크라샤 등을 이용하여 재활용할 수 있는 크기로 건설폐기물을 파쇄를 하고, 진동스크린이나 자력선별기 그리고 이물질 선별장치를 반복하여 굵은골재와 잔골재로 입도별로 분리하는 전 처리공정을 거치고, 폐 콘크리트를 순환골재로 생산하는 과정 중 물세척 등의 습식과정으로 처리함에 따라 2차적 환경오염이 발생한다.

전 처리공정을 거쳐 입도별로 분리된 골재원료는 골재, 몰타르, 시멘트 페이스트, 토분, 분진, 이물질로 구성되어 있고, 골재를 구성하는 주요 골재는 압축 및 충격강도가 뛰어난 특성을 갖고 있는 반면 몰타르와 시멘트 페이스트는 골재에 비하여 경도가 낮은 특성을 가지고 있다.

본 발명에 의한 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법 및 그 장치에 있어서, 마쇄장치는, 상부에 전 처리공정을 거친 골재원료가 공급되는 호퍼입구와 하부에 골재배출구가 구비된 원통형하우징과; 상기 원통형하우징의 내부에 골재원료를 회전형드럼에 투입하는 호퍼출구와; 골재와 몰타르와 시멘트 페이스트의 경도 차이를 이용하여 골재원료를 파쇄하는 파쇄수단인 가이드벤(guide van)과; 투입된 골재원료를 회전원심력으로 상기 가이드벤에 분산 충돌시켜 연속적으로 파쇄 및 분쇄되도록 하고, 파쇄된 골재원료를 연마토록 하는 회전형드럼(rotating drum)과; 상기 가이드벤과 골재배출홈의 크기를 조정하는 배출홈조절판을 체결 및 고정하는 가이드벤 고정부와; 상기 파쇄 및 연마된 순환골재를 배출하는 골재배출수단인 골재배출홈과; 상기 회전형드럼 하부에 구비되어 분쇄미립자, 분진 그리고 미립자의 이물질을 분진배출구로 풍압에 의해 배출할 수 있도록 바람을 일으키는 풍압발생수단인 임펠러(impeller)와; 상기 회전형드럼과 임펠러의 중심부는 회전축으로 연결 및 고정되어 인버터에 의해 회전속도가 조절되는 구동모터와 연동되어 고속으로 회전되고 상기 원통형하우징의 외부에 회전축의 벨트기어와 수평한 위치에 있는 구동모터의 벨트기어를 통해 전달되는 회전동력과 연동된 회전축캡, 회전축, 회전축의 벨트기어, 벨트로 구성 연결되는 구동부와; 상기 구동부를 보호하고 회전축을 고정하는 고정수단인 샤프트 고정부와; 상기 골재배출홈으로 배출된 순환골재를 에어스크린장치로 배출하는 골재배출구를 가진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법 및 그 장치에 있어서, 1차 폐 콘크리트 전처리 공정에서 생산된 골재원료를 저장하는 골재원료저장조와; 상기 마쇄장치의 호퍼입구까지 이송시키는 골재원료이송장치와; 상기 골재원료를 연속적으로 파쇄와 연마과정을 통해 골재, 모래, 시멘트 페이스트로 파쇄 및 박리하여 순환골재를 생산 배출하고, 이 때 발생한 미세분진과 분쇄미립자를 유속저감장치로 보내는 상기의 마쇄장치와; 상기 마쇄장치의 분진배출구를 통해 빠른 유속으로 배출되는 미세분진과 분쇄미립자의 속도를 저감시켜, 비교적 잔 골재의 입도에 포함되는 0.15mm(100 mesh) 이상이고, 일정 중량이상의 미세골재는 중력에 의해 하부로 낙하되어 에어스크린장치로 보내고, 0.074mm(200mesh) 보다 작은 미세분진은 사이클론 장치로 보내는 유속저감장치와; 상기 마쇄장치의 골재배출구와 상기 유속저감장치의 미세골재배출구와 연결되어 상기 마쇄장치와 유속저감장치에서 배출되는 순환골재를 송풍블로워의 공기힘으로 순환골재배출구로 이동시키고, 상기 마쇄장치와 유속저감장치에 상승 공기를 공급하여 분쇄미립자, 분진, 미립자의 이물질이 사이클론으로 배출되도록 하는 에어스크린장치와; 상기 유속저감장치에서 배출되는 분쇄미립자, 분진, 미립자의 이물질을 흡입하여 분쇄미립자를 여과 포집하여 미립자저장조에 포집하고, 그 이상의 미세분진과 미립자 이물질은 집진장치로 보내는 사이클론과; 상기 사이클론에서 여과되지 않은 미세분진 등을 여과하는 벡 필터형 집진장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법에 있어서, 상기의 마쇄장치를 제1,2,3 마쇄장치와 같이 복수개 이상의 다단식으로 구성하고, 각각의 마쇄장치의 골재배출홈의 크기와 회전축의 회전속도를 단계별로 감소시키는 방법으로 하여 다단식의 마쇄장치를 구성함으로써, 대량의 골재원료를 좀 더 빨리 그리고 순환골재의 각지고 모난 표면을 보다 구형에 가깝도록 파쇄 및 분쇄 그리고 연마과정을 통해, 하나의 마쇄장치로 구성된 순환골재의 생산방법 보다 파쇄 및 분리되지 못한 몰타르가 없는 골재, 모래, 시멘트 페이스트로 분리되어 최종 골재배출구로 순환골재가 배출되고, 골재배출구를 통해 배출된 순환골재는 최하단의 에어스크린장치에 의해 공기의 힘에 의해 에어스크린장치의 말단부에 있는 순환골재배출구를 통해 순환골재 저장탱크에 저장되고, 상기 순환골재 저장탱크에 저장된 순환골재를 입도선별기를 거쳐 입도크기별로 선별 분리함으로써 고품질의 순환골재를 대량 생산할 수 있다.

상기 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법에 있어서, 마쇄장치들에서 분쇄되는 과정에서 발생하는 미세분진은 마쇄장치 하부에서 회전축과 회전하는 임펠러에서 송풍되는 바람과 에어스크린장치에서 송풍되는 바람의 압력에 의해 마쇄장치의 상부 우측에 있는 분진배출구로 배출되고, 상기 분진배출구로 배출되는 분쇄미립자, 분진, 그리고 미립자의 이물질은 분진배출구와 연결되는 유속저감장치를 통해 후반부에 구비된 사이클론과 집진장치의 블로워 등에 의해 사이클론 하단부의 미립자저장조와 집진장치에 의해 집진이 이루어짐으로써 습식 공정과 같은 골재로부터 탈리된 분진의 처리를 위해 세척 및 탈수 및 건조와 같은 후 처리시설이 필요 없다는 장점을 가지게 된다.

이하 본 발명의 기술상이 구체적으로 구현되는 실시형태는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용란 기재에서 도면을 참조하여 상세히 설명된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 하나의 원통형하우징 내부에 폐 콘크리트(골재원료)를 연속적으로 파쇄함과 동시에 골재원료를 골재, 몰타르, 시멘트 페이스트를 박리하는 파쇄수단인 가이드벤과 상기 파쇄수단에 의해 파쇄된 골재원료의 표면을 구형으로 연마토록 하는 연마수단인 회전형드럼을 갖춤으로써 연속적으로 일련의 작동에 의해 파쇄, 박리, 연마공정으로 골재원료의 골재에 부착된 몰타르, 시멘트 페이스트를 분리함으로써, 골재원료에 포함된 토분 등의 분진과 미립자 이물질을 제거함과 동시에 일반적인 골재선별기를 통과시킴으로써 보다 품질이 우수한 순환골재의 생산이 이루어지는 효과를 제공한다.

특히 본 발명의 파쇄수단에서는 회전형드럼의 원심력에 의해 연속적으로 가이드와 라이너에 충돌되게 함으로써 원활한 파쇄가 이루어지게 됨은 물론이고, 고속으로 작동이 이루어지게 되는 효과로 인하여 작업성이 향상되는 효과를 가지게 되며, 또한 파쇄된 골재원료의 표면을 연마하여 각진 부분이 없는 구형에 가까운 순환골재를 생산함으로써 양질의 순환골재를 얻을 수 있는 효과를 제공한다.

또한 본 발명은 그 구조가 비교적 간단하고 제조 및 조립성이 좋을 뿐만 아니라 수리 및 보수가 용이하고, 구동모터의 인버터 제어를 통해 다양한 골재원료의 특성에 따라 회전속도를 조절함으로써 파쇄강도 및 연마 정도를 조절할 수 있으며, 마쇄장치를 다단식으로 구성하여 파쇄와 연마를 단계별로 연속적으로 이루어짐에 따라 작업효율의 극대화는 물론이고, 적은 에너지로서 짧은 시간에 많은 폐 콘크리트(골재원료)를 양질의 순환골재로 생산할 수 있는 효과를 제공한다.

아울러 골재원료에 포함된 토분, 분진, 몰타르, 시멘트 페이스트를 제거하는데 물세척 또는 화학처리공정을 포함하지 않아 시설투자와 유지관리에 따른 비용이 추가되지 않음에 따라 경제적인 효과가 있을 뿐만 아니라 경제적인 순환골재의 활용을 통해 국가차원에서 겪고 있는 골재난의 부분적인 해소와 골재비용의 절감으로 인한 건설산업의 활성화를 기대할 수 있고, 환경보호에도 도움이 될 것으로 기대된다.

본 발명은 첨부된 도면에 대하여 아래와 같이 추가로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법 및 그 장치의 전체 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 건설폐기물로부터 순환골재 생산을 위한 마쇄장치의 주요단면도이다.
도 3은 본 발명 도2의 골재배출홈의 점선부분을 확대한 부분확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 건설폐기물로부터 순환골재 생산을 위한 마쇄장치의 가이드벤과 회전형드럼를 보인 평면사시도
도 5는 본 발명에 따른 건설폐기물로부터 순환골재 생산을 위한 마쇄장치의 가이드벤과 회전형드럼를 보인 측면사시도
도 6은 본 발명에 따른 건설폐기물로부터 순환골재 생산을 위한 마쇄장치의 에어노즐 측면과 평면단면도의 결합도
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보인 구성도

상술한 목적과 특징이 분명해지도록 첨부된 도면을 참조하여 여러 가지 실시 예들에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 이에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련한 공지기술로서 이미 그 기술 분야에 익히 알려져 있는 것으로서, 그 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이하의 설명에서 제시되는 실시 예들은 여러 가지 형태로 변경을 가할 수 있고 다양한 부가적 실시 예들을 가질 수 있는데, 여기에서는 특정한 실시 예들이 도면에 표시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 실시 예들을 특정한 형태에 한정하려는 것이 아니며, 실시 예들의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경이나 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.

실시 예들에 대한 설명 가운데 사용될 수 있는 “포함 한다”또는 “포함할 수 있다”등의 표현은 발명된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 다양한 실시 예들에 대한 설명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

실시 예들에 대한 설명에서 “또는”등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다.

다양한 실시 예들에 대한 설명 가운데 “제1”“제2”“제3”의 표현들이 실시 예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및 또는 중요도 등을 한정하지 않는다.

다양한 실시 예들에 대한 설명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시 예들을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하에서 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면의 도 1은 본 발명의 전체 구성을 상세히 나타내고 있고, 도 2는 본 발명의 마쇄장치의 주요단면도, 도 3은 본 발명 도2의 골재배출홈의 점선부분을 확대한 부분확대도, 도 4는 본 발명의 가이드벤과 회전형드럼를 보인 평면사시도,도 5는 본 발명의 가이드벤과 회전형드럼를 보인 측면사시도, 도 6은 본 발명의 에어노즐 측면과 평면단면도의 결합도, 도 7은 본 발명의 다른 실시예로 하나의 마쇄장치로 구성한 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법 및 그 장치를 나타낸 것이다.

상기 도1내지 도7에서 보듯이 본 발명의 실시 예에 따른 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법 및 그 장치에 있어서,

1차 폐 콘크리트(이하 골재원료 라고 함) 전처리 공정에서 생산된 골재원료를 저장하는 골재원료저장조(101)와; 상기 마쇄장치의 호퍼입구(205)까지 이송시키는 골재원료이송장치(100)와; 상기 호퍼입구에 투입되는 골재원료를 연속적으로 파쇄와 연마과정을 통해 골재, 모래, 시멘트 페이스트로 파쇄 및 박리하여 순환골재를 생산 배출하고, 이 때 발생한 이물질을 포함한 미세분진과 분쇄미립자를 유속저감장치(300)로 보내는 마쇄장치(200)와; 상기 마쇄장치(200)의 분진배출구(208)를 통해 빠른 유속으로 배출되는 이물질을 포함한 미세분진과 분쇄미립자의 속도를 저감시켜, 비교적 잔골재의 최소입도(0.15mm (100 mesh))이내에 포함되면서, 일정 중량이상의 미세골재는 중력에 의해 하부로 낙하되어 에어스크린장치(400)로 보내고, 0.074mm (200mesh)보다 작은 미세분진은 사이클론(500)으로 보내는 유속저감장치(300)와; 상기 마쇄장치의 골재배출구(290)와 상기 유속저감장치의 미세골재배출구(380)와 관통 연결되고, 상기 마쇄장치와 유속저감장치에서 배출되어 떨어지는 순환골재를 송풍블로워(420)에서 송품되는 공기가 에어노즐플레이트(450)의 상부에 구비되어 있는 다수개의 에어노즐(460)의 공기배출구(463, 464, 465, 466)로 4방향으로 분출되고, 상기 공기배출구로 분출되는 공기의 힘에 의해 순환골재를 순환골재배출구(490)로 이동시키고, 상기 마쇄장치와 유속저감장치의 골재배출구(290)와 미세골재배출구(380)에 상승 공기를 공급하여 분쇄미립자, 분진, 미립자의 이물질이 유속저감장치와 사이클론장치로 배출되도록 하는 에어스크린장치(400)와; 상기 유속저감장치에서 배출되는 분쇄미립자, 미세분진, 미립자의 이물질을 흡입하여 분쇄미립자를 여과 포집하여 미립자저장조에 포집하고, 그 이외의 미세분진과 미립자 이물질은 집진장치(600)로 보내는 사이클론(500)과; 상기 사이클론에서 여과되지 않은 0.05mm(300mesh) 이상의 미세분진을 여과하는 벡 필터형 집진장치(600)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도2에 도시한 바와 같이 상기의 마쇄장치(200)는, 상부에 1차 골재원료 전처리 공정에서 생산된 골재원료를 저장한 골재저장조(101)에서 마쇄장치에 골재원료를 이송시키는 골재이송장치(100)와 연결되는 호퍼입구(205)와 하부에 골재배출구(290)를 가지는 원통형하우징(209)과; 상기 원통형하우징의 내부에는 상기 공급된 골재원료를 회전형드럼에 투입하는 골재원료 공급수단인 저장공간(204)과 호퍼출구(206)를 가진 호퍼장치(210)와; 골재원료를 다중으로 충경에 의해 파쇄토록 하는 가이드벤(220)과; 호퍼출구(206)에서 떨어지는 골재원료를 회전원심력을 이용하여 상기 가이드벤의 가이드(223)와 라이너(222)에 분사시켜 골재원료가 파쇄 또는 분쇄되도록 하고, 파쇄 및 분쇄된 골재원료의 표면을 고르게 구형으로 연마토록 하는 회전형드럼(230)과; 상기 가이드벤과 골재배출홈(240)의 크기를 조정하는 배출홈조절판(221)을 체결 및 고정하는 가이드벤 고정부(224)와; 상기 파쇄 및 연마된 순환골재를 배출하는 골재배출수단인 골재배출홈(240)과; 상기 회전형드럼 하부에 회전축과 체결 및 구비되어 분쇄미립자, 분진 그리고 미립자의 이물질을 분진배출구로 풍압에 의해 배출할 수 있도록 바람을 일으키는 풍압발생수단인 임펠러(250)와; 상기 회전형드럼과 임펠러의 중심부는 회전축(264)으로 연결 및 고정되어 인버터에 의해 회전속도가 조절되는 구동모터(261)와 연동되어 고속으로 회전되고, 상기 회전축의 벨트기어(263)와 수평한 위치에 있는 원통형하우징 외측부의 구동모터의 벨트기어(262)를 통해 전달되는 회전동력과 연동된 회전축캡(265), 회전축(264), 회전축의 벨트기어(263), 벨트(266)로 구성 연결되는 동력전달수단인 구동부(260)와; 상기 구동부를 보호하고 회전축을 고정하는 고정수단인 샤프트 고정부(267)와; 상기 골재배출홈으로 배출된 순환골재를 에어스크린장치(400)로 배출하는 하단부의 골재배출구(290)와; 원통형하우징의 하부 측면부 외측에 있는 구동모터(261)를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 원통형하우징(209)는 골재원료와 미세입자의 적재를 방지하고 원활한 골재의 배출과 공기의 흐름을 위해 원통형으로 형성되는 것이 바람직하며, 상부에는 골재원료가 투입되는 호퍼입구(205)를 가지며, 하부에는 파쇄 및 연마가 완료된 순환골재를 배출시키도록 하는 골재배출구(290)가 구비되고, 가이드벤 외측 외주부와 원통형하우징 사이의 공간에 하부 임펠러에서 압송되는 상향 와류 공기의 통로가 구비되는 것을 특징으로 한다. 상기 원통형하우징 외측에는 점검구 또는 점검창이 구비되는 것이 포함될 수 있다.

상기 호퍼입구 하부에는 공급되는 골재원료를 저장할 수 있는 저장공간(204)을 확보하고, 상기 저장공간에 골재원료를 일시적으로 체류되도록 하여 하부 임펠러(250)에서 발생하여 상부로 올라오는 공기와 미세분진이 골재원료가 공급되는 호퍼입구로 분출되지 않도록 차단하여 원활하게 원통형하우징의 상부 측면에 구비된 분진배출구(208)로 배출을 유도하도록 하고, 적정량의 골재원료가 호퍼출구(206)를 통해 중력에 의해 자유 낙하로 하부의 연마수단인 회전형드럼(230)의 회전반경 이내에 떨어져 공급되도록 하는 호퍼입구와, 저장공간과, 호퍼출구로 구성된 호퍼장치(210)를 갖는 것을 특징으로 한다.

도1 내지 도2에 도시된 바와 같이 상기 마쇄장치(200)의 다수개를 다단식으로 적층함으로써, 다량의 건설폐기물을 순환골재로 양산할 수 있도록 마쇄장치를 제1 마쇄장치, 제2 마쇄장치, 제3 마쇄장치를 하나의 마쇄장치로 구성하여 사용할 수 있으며, 이때의 제2,제3 마쇄장치는 호퍼입구가 없이 제1 마쇄장치의 골재배출구로 낙하 되는 순환골재를 일시적으로 저장하는 저장공간(204b,204c)을 가지도록 구성하는 것이 바람직하다.

도7에 도시된 바와 같이 또한, 다단식이 아닌 하나의 마쇄장치를 이용할 경우에는 배출되는 순환골재를 다시 마쇄장치의 호퍼입구로 보내어 제2회 ~ 5회 반복적으로 파쇄와 연마공정을 통해 순환골재를 생산할 수 도 있다.

상기 다단식 마쇄장치를 구성할 때 최하단의 제3 마쇄장치의 골재배출구(290c)로 배출된 순환골재는, 골재, 모래, 시멘트 페이스트 상태로 상기 골재배출구와 관통 연결된 에어스크린장치입구(410)로 떨어지고, 에어스크린장치(400)에 떨어진 순환골재는, 송풍블로워(420)의 공기에 의해 에어노즐 공기배출구(463,464,465,466)에서 좌우와 아래쪽 방향으로 배출되는 공기압력에 의해 에어스크린장치의 말단부 쪽으로 이동하여 순환골재배출구(490)를 통해 배출되고, 상기의 배출된 순환골재는 도면에 도시하지 않았지만 순환골재 저장탱크에 저장되거나 이송 컨베이어장치로 바로 이송되고, 상기 순환골재 저장탱크에 저장된 순환골재는 이송 컨베이어장치로 이송되어 입도선별기를 거쳐 입도크기별로 선별 분리함으로써 고품질의 순환골재를 생산할 수 있다.

또는 상기 제1 마쇄장치의 골재배출구(290a)로 배출된 순환골재는, 도1에서와 같이 상기 골재배출홈의 크기와 회전축의 회전속도가 점차 작아지도록 다단식으로 구성된 제2,제3 마쇄장치에 투입되어, 골재는 좀 더 작고 구형에 가깝도록 분쇄 및 연마되고, 제1차 마쇄장치에서 완전히 파쇄 및 분리되지 못한 몰타르는 제2,제3 마쇄장치를 거치면서 모래와 시멘트 또는 시멘트 페이스트로 분리되어 최종 골재배출구(290c)로 골재, 모래, 시멘트 페이스트 상태로 배출되고, 입도선별기를 거쳐 입도크기별로 선별 분리함으로써 고품질의 순환골재를 생산할 수 있다.

도4 내지 도5에 도시된 바와 같이 상기 파쇄수단인 가이드벤(220)은, 가이드벤케이싱의 내측면에 사선방향(30도~45도)의 다수개의 가이드(223)와 평판의 라이너(222)가 구비되어 다수개의 셀 형상으로 구비되어 회전형드럼(230)의 위쪽 가이드벤 고정부(224)에 설치 고정되고, 상기 호퍼출구에서 회전형드럼에 떨어진 골재원료가, 구동모터(261)에 의해 회전형드럼이 고속으로 회전함에 따라 원심력에 의해 사방으로 분산되면서 상기 가이드벤의 다수개의 셀에 분출되고, 이때 분산된 골재원료는 가이드(223)에서 1차 충격을 받고, 1차 충격을 받은 골재원료는 다시 내마모성의 충격판인 라이너(222)가 있는 셀의 내측으로 안내되어 라이너에 2차 충격을 받고, 다시 셀 내부 사각측면에 의해 3차 타격된 후 골재원료가 분쇄되도록 하는 가이드(223)와; 골재, 몰타르, 시멘트 페이스트의 경도 차이를 이용하여 골재원료 보다 경도가 큰 재질에 충돌시킬 경우 파쇄되는 특성을 이용하여, 상기 가이드에 의해 안내된 골재원료를 분쇄하여 골재원료의 표면에 부착된 몰타르와 다시 몰타르를 모래와 시멘트 페이스트로 박리 분리시키는 라이너(222)와; 상기 가이드와 라이너를 고정 지지하는 가이드벤케이싱으로 구성되어, 상기 파쇄되어 분리된 골재, 몰타르, 모래, 시멘트 페이스트가 다시 회전형드럼(230)의 회전 원심력에 의해 일정한 골재입도 크기가 될 때까지 반복하여 가이드벤(220)의 가이드와 라이너에 충돌하면서 골재원료를 파쇄함과 동시에 골재, 모래, 시멘트 페이스트로 파쇄 및 박리토록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 라이너(222)는 마찰에 의해 골재원료를 분쇄하는 것이므로 마찰력에 의한 마모와 변형을 최소화할 수 있는 특수강(예를 들어 하이망간,하독스)을 재질로 하는 것이 바람직하고, 특수강을 재질로 한다 하여도 마모는가 불가피할 것이므로 볼트 등을 통해 교체 가능하게 장착될 수 있다.

상기 가이드벤은 회전형드럼의 원심력에 의한 골재원료의 분사각도에 따라 복수개의 가이드벤을 설치하거나 충돌한 골재원료를 충분히 커버하여 충격을 줄 수 있는 크기와 충분한 높이를 가진 가이드가 구비되는 것이 바람직하고, 또한 가이드벤의 전체 재질을 내마모성이 강한 하독스철판 재질로 하는 것과 가이드와 라이너에 1,2차 충돌에 의해 가이드벤 위로 비상하여 연속적으로 파쇄 및 연마되지 못한 골재원료가 가이드벤 외측 공기통로로 누출되는 것을 방지하고 회전형드럼으로 안내할 수 있는 안내판이 가이드벤 케이싱 상부에 구비되는 것을 포함할 수 있다.

도2 내지 도4에 도시된 바와 같이 상기 연마수단인 회전형드럼(230)은 가이드벤에 의해 적정 크기로 파쇄된 골재원료의 표면을 회전 원심력을 이용하여 골재원료와 회전형드럼의 내측면을 부딪히게 하여 보다 부드럽게 구형으로 연마토록 하는 것으로, 가이드벤의 아래쪽에 회전축(264)과 회전축 캡에 의해 연결 및 고정 설치되고, 구동모터의 벨트기어(262)와 벨트(266)로 연결된 회전축의 벨트기어(263)에 의해 고속 회전되어, 호퍼출구에서 떨어지는 골재원료와 가이드벤에서 파쇄되어 다시 떨어진 골재원료를 고속회전에 의한 강한 원심력으로 골재원료를 부상시키면서 가이드벤으로 분산 및 충돌시켜 파쇄토록 하고, 구동모터(261)에 의해 임펠러(250)와 함께 회전하면서, 골재의 표면연마를 위한 골재보다 큰 강도와 경도를 가진 재질의 드럼형 회전체를 가지는 회전형드럼(230)이 구비되어 파쇄된 골재원료를 고른 크기와 양질의 순환골재로 연마토록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 가이드벤과 회전형드럼은 충격과 마찰에 의해 순환골재를 파쇄 및 연마하는 것이므로 마찰력에 의한 마모와 변형을 최소화 할 수 있는 특수강(예를 들어 하이망간,하독스)을 재질로 하는 것이 바람직하고, 가이드벤의 경우 특수강을 재질로 한다 하여도 충격에 의한 마모가 불가피할 것이므로 볼트 등을 통해 교체 가능하게 장착될 수 있는 것을 포함한다.

상기 풍압발생수단인 임펠러(250)는, 회전형드럼 하부에 회전축과 결합된 터빈형 임펠러가 구비되어, 회전축과 직각으로 바람을 일으켜 원통형하우징(209)의 하부에서 공기를 압축하고, 압축된 공기는 상부의 가이드벤의 외주 밖깥쪽과 원통형하우징의 내측면 사이에 하부와 연결 관통된 통로로 상향의 회전와류 형태의 바람을 발생시키고, 상기 임펠러에서 공급된 회전와류에 의해 가이드벤 상층부를 와류 존을 형성하고, 회전형드럼과 가이드벤에서 골재원료를 파쇄 및 연마과정에서 발생하는 분쇄미립자, 분진 그리고 골재원료에 포함된 가벼운 미립자의 이물질을 부상시켜 분진배출구로 배출한다.

상기 고정수단의 하나인 샤프트 고정부(267)는 상기 회전형드럼과 임펠러와 결합된 회전축(264)과 구동모터를 고정 지지하고, 구동부(260)의 작동부인 회전축, 회전축의 벨트기어, 구동모터의 벨트기어, 벨트를 분진에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있도록 케이싱 되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 또 다른 고정수단인 가이드벤 고정부(224)는 가이드벤을 고정지지함과 동시에 골재배출홈(240)의 크기를 조정하는 배출홈조절판(221)을 체결 및 고정하고, 목적하는 순환골재의 입도크기에 따라 배출홈조절판을 교체함으로써 골재배출홈의 크기를 조절할 수 있도록 배출홈조절판의 분해 및 조립이 쉬운 볼트체결 구조를 가진 것을 특징으로 한다.

도3에 도시된 바와 같이 상기 골재배출수단인 골재배출홈(240)은 폭의 길이가 다른 또다른 배출홈조절판(221)의 교체를 통해 골재배출홈의 크기를 간단하게 조절할 수 있고, 파쇄 및 연마된 순환골재가 가이드벤에서 떨어져 가이드벤과 회전형드럼 사이의 배출홈조절판에 적재되고, 상기 적재된 순환골재는 배출홈조절판의 경사각을 따라 골재배출홈의 크기이상의 골재원료는 다시 회전형드럼에 다시 떨어져 파쇄 및 연마과정을 거치고, 골재배출홈의 크기이하의 순환골재는 골재배출홈 사이로 중력에 의해 낙하하여 골재배출구(290)로 배출되거나 또는 제2,제3 마쇄장치의 저장공간(204b,204c)를 거쳐 최종 골재배출구(290c)를 통해 에어스크린장치(400)로 배출하는 골재배출홈(240)를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법에 있어서, 상기의 마쇄장치를 제1,2,3 마쇄장치와 같이 다단식으로 적층하고, 각각의 마쇄장치의 분진배출구가 모두 연결된 하나의 유속저감장치를 구비하여, 상기 제1,2,3 마쇄장치의 골재배출홈(240a,240b,240c)의 크기와 제1,2,3 마쇄장치의 각각의 구동모터에 구비된 인버터에 의해 회전축(264a,264b,264c)의 회전속도를 단계별로 축소 또는 감소시키는 방법으로 다단식의 마쇄장치를 구성함으로써, 대량의 골재원료를 좀 더 빨리 그리고 순환골재의 표면이 보다 구형에 가깝도록 파쇄 및 분쇄 그리고 연마과정을 통해 골재, 모래, 시멘트 페이스트로 분리되어 최종 골재배출구로 순환골재가 배출되고, 골재배출구를 통해 배출된 순환골재는 최하단의 에어스크린장치의 에어노즐에서 배출되는 공기의 힘에 의해 에어스크린장치의 말단부에 있는 순환골재배출구를 통해 순환골재 저장탱크에 저장되고, 상기 순환골재 저장탱크에 저장된 순환골재를 입도선별기를 거쳐 입도크기별로 선별 분리함으로써 고품질의 순환골재를 대량 생산할 수 있다.

상기 마쇄장치들에서 분쇄되는 과정에서 발생하는 미세분진은, 마쇄장치 의 회전축과 회전하는 임펠러에서 송풍되는 상향 와류형태의 바람과 에어스크린장치에서 송풍되는 바람의 압력에 의해 마쇄장치의 상부 우측에 있는 분진배출구로 배출된다. 상기 분진배출구로 배출되는 분쇄미립자, 분진, 그리고 미립자의 이물질은, 상기 마쇄장치의 분진배출구와 연결되는 유속저감장치의 분진가이드판(330)과 충돌에 의해 비교적 사용가능한 직경 0.15mm(100mesh)이상의 순환골재는 중력에 의해 하부로 낙하되어 순환골재배출구로 배출되고, 유속저감장치의 상부에 구비된 분진배출구(390)로 배출되는 미세분진, 미립자의 이물질은 사이클론(500)와 집진장치(600)에 의해 200 mesh 이하의 미세분진과 미립자는 사이클론 하단부의 미립자저장조에 집진 저류되고, 300 mesh 이상의 초 미세분진은 집진장치에 의해 집진이 이루어짐으로써 습식 공정과 같은 골재로부터 탈리된 분진의 처리를 위해 물세척 및 탈수 및 건조와 같은 후 처리시설이 필요 없다는 장점을 가지게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 마쇄장치를 이용하여 연속적으로 분쇄 및 연마의 일련의 작동이 이루어지는 다단식의 마쇄장치를 구성함으로써, 보다 대량의 폐 콘크리트(골재원료)를 연속적으로 짧은 시간(10분~15분)안에 처리 할 수 있으며, 본 발명의 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법 및 그 장치를 이용함으로써 물세척 또는 화학처리를 위한 후 공정이 없이 미세분진과 미립자 이물질의 분리제거가 쉽고, 이를 통해 생산되는 순환골재는 입도선별과정을 거침으로 해서 양질의 순환골재를 얻을 수가 있는 특징을 가지게 된다.

100 골재원료이송장치
200 마쇄장치
201 제1 마쇄장치
202 제2 마쇄장치
203 제3 마쇄장치
204 저장공간(204a,204b,204c)
205 호퍼입구
206 호퍼출구
207 점검구
208 분진배출구(208a,208b,208c)
209 원통형하우징
220 가이드벤(220a,220b,220c)
221 배출홈조절판
222 라이너
223 가이드
224 가이드벤 고정부
230 회전형드럼(230a,230b,230c)
240 골재배출홈(240a,240b,240c)
250 임펠러(250a,250b,250c)
260 구동부
261 구동모터(261a,261b,261c)
262 구동모터 벨트기어
263 회전축 벨트기어
264 회전축
265 회전축 캡
266 벨트
267 샤프트 고정부
290 골재배출구
300 유속저감장치
310 흡입조절댐퍼
320 집진장치 점검창
330 분진가이드판
340 집진장치 점검구
380 미세골재배출구
390 분진배출구
400 에어스크린장치
410 에어스크린장치입구
420 송풍블로워
430,440 풍량조절댐퍼
450 에어노즐 플레이트
460 에어노즐
461 에어노즐 공기투입구
462 에어노즐 헤드
463,464,465,466 공기배출구
470 슬러지 배출구
480 배출량조절댐퍼
490 순환골재배출구
500 사이클론
510 사이클론 공기흡입구
520 사이클론 공기배출구
590 미립자저장조
600 집진장치

Claims (3)

1. 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법에 있어서; 제1 마쇄장치(201)가, 전 처리공정을 거친 골재원료가 공급되는 호퍼입구(205a)와 골재배출구(290a)를 가지는 원통형하우징(209)의 상부 내측면부에는 분진을 배출하는 분진배출구(208a)를 갖고, 원통형하우징의 중앙부에는 회전축(264)과 회전축 캡(265)에 의해 연결 및 고정 설치되고, 구동모터의 벨트기어(262)와 벨트(266)로 연결된 회전축의 벨트기어(263)에 의해 고속 회전되는 회전형드럼(230a)과 임펠러(250a)을 갖되 상기 회전형드럼은 투입된 골재원료가 회전 원심력을 갖도록 원형의 드럼으로 형성되고, 상기 회전형드럼 하부 회전축에는 상향 와류 바람을 발생시키는 임펠러가 구비되고, 상기 회전형드럼의 상부에는 회전형드럼에서 연마되어 분산되는 골재원료가 파쇄 또는 분쇄되도록 가이드(223)와 라이너(222)가 구비된 가이드벤(220a)이 원통형하우징 내측면에 고정 구비되고, 상기 임펠러 하부에는 구동모터의 동력을 전달받는 회전축과 회전축의 벨트기어, 벨트를 보호하고 회전축을 고정하는 고정수단인 샤프트 고정부(267)를 가지며, 상부 가이드벤과 회전형드럼 사이에 순환골재를 배출하는 골재배출홈(240a)를 갖고, 원통형하우징의 하부에는 상기 골재배출홈에서 배출된 순환골재를 배출하는 골재배출구(290a)와 원통형하우징의 외부 측면에 감속제어 구동모터(261a)를 갖는 구조로 제공되어서, 호퍼출구에서 떨어지는 골재원료가 고속 회전하는 회전형드럼의 강한 원심력에 의해 회전형드럼의 내측과 마찰에 의해 연마되면서, 골재원료가 부상되어 분산되고, 골재와 몰타르와 시멘트 페이스트의 경도 차이를 이용하여 상기 회전형드럼에서 분산되는 골재원료는 가이드(223)에서 1차 충격을 받고, 1차 충격을 받은 골재원료는 다시 튕겨서 라이너에서 2차 충격을 받고, 가이드벤케이싱의 상하측면에 의해 3차 타격됨으로써 골재원료가 분쇄되어, 골재원료의 표면에 부착된 몰타르, 시멘트 페이스트, 분진이 골재에서 박리되고, 상기 파쇄되어 박리된 골재, 몰타르, 모래, 시멘트 페이스트가 다시 회전형드럼에서 연마되면서 가이드벤에 반복하여 파쇄된 순환골재를 상기 가이드벤 하부의 배출홈조절판과 회전형드럼의 외주부 사이의 골재배출홈(240a)과 상기 골재배출홈으로 배출된 순환골재를 배출하는 골재배출구(290a)를 가진 제1 마쇄장치(201)와; 상기 제1 마쇄장치의 골재배출구(290a)에서 배출되는 순환골재를 제2 마쇄장치(202)의 저장공간(204b)으로 투입되고, 상기 제1 마쇄장치의 회전형드럼(230a)의 회전속도보다 느린 속도에서 파쇄 및 연마과정을 거쳐 상기 제1 마쇄장치(201)의 골재배출홈(240a)의 크기보다 작거나 같은 직경의 순환골재가 골재배출홈(240b)으로 배출하는 제2 마쇄장치(202)와; 상기 제2 마쇄장치의 골재배출구(290b)에서 배출되는 순환골재를 제3 마쇄장치(203)의 저장공간(204c)으로 투입되고, 상기 제3 마쇄장치(203)의 회전형드럼(230c)에 투입된 순환골재는 상기 제2 마쇄장치의 회전형드럼의 회전속도보다 느린 속도에서 파쇄 및 연마과정을 거쳐 제2 마쇄장치(203)의 골재배출홈(240b)의 크기보다 작거나 같은 직경의 순환골재가 골재배출홈(240c)을 거쳐 최종적으로 골재배출구(290c)로 배출하는 제3 마쇄장치(203)와; 상기 제1,2,3 마쇄장치(201,202,203)의 분진배출구(208a,208b,208c)로 배출되는 이물질을 포함한 미세분진과 분쇄미립자의 속도를 저감시켜 일정 중량이상의 미세골재는 중력에 의해 하부로 낙하되어 에어스크린장치(400)로 배출하는 유속저감장치(300)와; 상기 제3 마쇄장치(203)의 골재배출구(290c)와 상기 유속저감장치의 미세골재배출구(380)와 관통 연결되고, 상기 제3 마쇄장치(203)와 유속저감장치에서 배출되어 떨어지는 순환골재를 송풍블로워(420)에서 송품되는 공기가 에어노즐플레이트(450)의 상부에 구비되어 있는 다수개의 에어노즐(460)의 공기배출구(463, 464, 465, 466)로 4방향으로 분출되고, 상기 공기배출구로 분출되는 공기의 힘에 의해 순환골재를 순환골재배출구(490)로 이동시키고, 상기 제3 마쇄장치(203)의 골재배출구(290c)와 유속저감장치의 미세골재배출구(380)에 상승 공기를 공급하여 분쇄미립자, 분진, 미립자의 이물질이 유속저감장치와 사이클론장치로 배출되도록 하는 에어스크린장치(400)와; 상기 유속저감장치에서 배출되는 분쇄미립자, 미세분진, 미립자의 이물질을 흡입하여 분쇄미립자를 여과 포집하여 미립자저장조에 포집하고, 그 이외의 미세분진과 미립자 이물질은 집진장치(600)로 보내는 사이클론(500)과; 상기 사이클론에서 여과되지 않은 미세분진 등을 여과하는 벡 필터형 집진장치(600)로 구성하는 것을 특징으로 골재원료에서 몰타르, 시멘트 페이스트, 분진을 박리시켜 품질이 우수한 순환골재를 생산할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산방법.
2. 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산장치에 있어서;
   전 처리공정을 거친 골재원료를 이송하는 골재원료이송장치(100)와; 상부에 상기 골재원료이송장치와 연결되어 골재원료가 공급되는 호퍼입구(205a)와 하부에 골재배출구(290a)를 가지는 원통형하우징(209)과, 상기 원통형하우징의 내부에는 골재원료를 회전형드럼(230a)에 투입하는 골재원료공급수단인 저장공간(204a)과 호퍼출구(206a)를 가지는 호퍼장치(210a)와, 골재원료를 파쇄 및 분쇄하는 수단인 가이드(223)와 라이너(222)를 가진 가이드벤(220a)과, 투입된 골재원료를 가이드벤에 분산 및 충돌시켜 파쇄 및 분쇄되도록 하고, 파쇄된 골재원료를 연속적으로 연마하는 회전형드럼(230a)과, 상기 파쇄 및 연마된 순환골재를 배출하는 골재배출홈(240a)과, 상기 가이드벤과 골재배출홈(240a)의 크기를 조정하는 배출홈조절판(221a)을 체결 및 고정하는 가이드벤 고정부(224)와, 상기 회전형드럼 하부에 구비되어 분쇄미립자, 분진 그리고 미립자의 이물질을 분진배출구(208a)로 풍압에 의해 배출할 수 있도록 상향 와류를 발생시키는 임펠러(250a)와, 상기 회전형드럼과 임펠러의 중심부는 회전축(264)으로 연결 및 고정되어 인버터에 의해 회전속도가 조절되는 구동모터(261a)와 연동되어 고속으로 회전되고, 상기 원통형하우징의 외부에 회전축의 벨트기어(263)와 수평한 위치에 있는 구동모터의 벨트기어(262)를 통해 전달되는 회전동력과 연동된 회전축캡(265), 회전축, 회전축의 벨트기어, 벨트(266)로 구성 연결되는 구동부(260)와, 상기 구동부를 보호하고 회전축을 고정하는 샤프트 고정부(267)와, 상기 골재배출홈으로 배출된 순환골재를 에어스크린장치(400)로 배출하는 골재배출구(290a)를 가진 제1 마쇄장치(201)와; 상기 제1 마쇄장치의 골재배출구(290a)에서 배출되는 순환골재를 저장공간(204b)으로 받아 상기 제1 마쇄장치의 골재배출홈의 크기와 회전축의 회전속도보다 감소하여 운전하는 제2 마쇄장치(202)와; 상기 제2 마쇄장치의 골재배출구(290b)에서 배출되는 순환골재를 저장공간(204c)으로 받아 상기 제2 마쇄장치의 골재배출홈의 크기와 회전축의 회전속도보다 감소하여 운전하는 제3 마쇄장치(203)와; 상기 제1,2,3 마쇄장치(201,202,203)의 분진배출구(208a,208b,208c)로 배출되는 이물질을 포함한 미세분진과 분쇄미립자의 속도를 저감시켜 일정 중량이상의 미세골재는 중력에 의해 하부로 낙하되어 에어스크린장치(400)로 배출하는 유속저감장치(300)와; 상기 제3 마쇄장치(203)의 골재배출구(290c)와 상기 유속저감장치의 미세골재배출구(380)와 관통 연결되고, 상기 제3 마쇄장치(203)와 유속저감장치에서 배출되어 떨어지는 순환골재를 송풍블로워(420)에서 송품되는 공기가 에어노즐플레이트(450)의 상부에 구비되어 있는 다수개의 에어노즐(460)의 공기배출구(463, 464, 465, 466)로 4방향으로 분출되고, 상기 공기배출구로 분출되는 공기의 힘에 의해 순환골재를 순환골재배출구(490)로 이동시키고, 상기 제3 마쇄장치(203)의 골재배출구(290c)와 유속저감장치의 미세골재배출구(380)에 상승 공기를 공급하여 분쇄미립자, 분진, 미립자의 이물질이 유속저감장치와 사이클론으로 배출되도록 하는 에어스크린장치(400)와; 상기 유속저감장치에서 배출되는 분쇄미립자, 미세분진, 미립자의 이물질을 흡입하여 분쇄미립자를 여과 포집하여 미립자저장조에 포집하고, 그 이외의 미세분진과 미립자 이물질은 집진장치(600)로 보내는 사이클론(500)과; 상기 사이클론에서 여과되지 않은 미세분진 등을 여과하는 벡 필터형 집진장치(600)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산장치.
3. 청구항 제2에 있어서,
   상기의 마쇄장치(200)는, 상부에 1차 골재원료 전처리 공정에서 생산된 골재원료를 투입하는 호퍼입구(205)와, 하부에 골재배출구(290)를 가지는 원통형하우징(209)과; 상기 원통형하우징의 내부에는 상기 공급된 골재원료를 회전형드럼에 투입하는 골재원료 공급수단인 저장공간(204)과 호퍼출구(206)를 가진 호퍼장치(210)와; 골재원료를 다중으로 충격에 의해 파쇄토록 하는 하나 이상의 가이드벤(220)과; 호퍼출구(206)에서 중력에 의해 낙하하는 골재원료를 회전축의 회전원심력을 이용하여 상기 가이드벤의 가이드(223)와 라이너(222)에 분사시켜 충격에 의해 골재원료가 파쇄 또는 분쇄되도록 하고, 파쇄 및 분쇄된 골재원료의 각지고 모난 표면을 구형으로 연마토록 하는 회전형드럼(230)과; 상기 가이드벤과 골재배출홈(240)의 크기를 조정하는 배출홈조절판(221)을 체결 및 고정하는 가이드벤 고정부(224)와; 상기 파쇄 및 연마된 순환골재를 배출하는 골재배출수단인 골재배출홈(240)과; 상기 회전형드럼 하부에 구비되어 분쇄미립자, 분진 그리고 미립자의 이물질을 분진배출구로 풍압에 의해 배출할 수 있도록 상향 와류 바람을 일으키는 풍압발생수단인 임펠러(250)와; 상기 회전형드럼과 임펠러의 중심부는 회전축(264)으로 연결 및 고정되어 인버터에 의해 회전속도가 조절되는 구동모터(261)와 연동되어 고속으로 회전되고, 상기 원통형하우징 외측부에 있으면서 회전축의 벨트기어(263)와 수평 위치에 있는 구동모터의 벨트기어(262)를 통해 전달되는 회전동력과 연동된 회전축캡(265), 회전축(264), 회전축의 벨트기어(263), 벨트(266)로 구성 연결되는 동력전달수단인 구동부(260)와; 상기 구동부를 보호하고 회전축을 고정하는 고정수단인 샤프트 고정부(267)와; 상기 골재배출홈으로 배출된 순환골재를 에어스크린장치(400)로 배출하는 하단부의 골재배출구(290)와; 원통형하우징의 하부 외측부에 있는 구동모터(261)로 이루어진 마쇄장치를 갖는 것을 특징으로 하는 마쇄장치를 이용한 건설폐기물로부터 순환골재의 생산장치.
   

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