KR102099122B1 - 타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치 - Google Patents

타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 낙하하는 건설폐토석을 타격함으로써, 일정 크기 이상의 운동량을 가지고 일정 거리 이상을 비산하는 순환토사와 공기저항을 이기지 못하고 일정 거리 이상을 비산하지 못하는 이물질을 구분하기 위한 순환토사 선별 장치에 관한 것이다.
본 발명은 「순환토사와 이물질이 혼합된 건설폐토석을 받아 낙하 배출시키는 공급기; 중심축에 다수개의 윙이 배치·결합되고, 상기 윙이 상기 중심축과 함께 축회전하면서 상기 공급기에서 배출되는 건설폐토석을 타격하여 비산시키는 회전자; 및 상기 회전자에 의해 상대적으로 멀리 비산하는 순환토사를 수집·배출시키는 선별챔버; 를 포함하는 타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치」를 제공한다.

Description

타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치{Recycled soil sorting device according to scattering distance by hitting}
본 발명은 낙하하는 건설폐토석을 타격함으로써, 일정 크기 이상의 운동량을 가지고 일정 거리 이상을 비산하는 순환토사와 공기저항을 이기지 못하고 일정 거리 이상을 비산하지 못하는 이물질을 구분하기 위한 순환토사 선별 장치에 관한 것이다.
도시화 및 산업화의 진행과정에서 생겨난 많은 구조물, 즉 교량이나 도로 및 각종 건축물들은 세월이 지남에 따라 점차 노후되어 가고 있으며, 최근에는 주거문화의 개선을 위해 많은 지역에서 재건축 및 재개발이 추진되고 있다.
이러한 노후 구조물의 해체나 재건축 및 재개발이 추진되는 과정에서 많은 건설폐기물이 발생되는데, 이러한 건설폐기물을 그대로 매립할 경우에는 매립지의 확보가 힘들 뿐 아니라 매립비용이 많이 들며, 토양 오염을 유발하므로, 자연환경의 보호와 함께 자원의 활용이라는 2가지 측면에서 건설폐기물을 재활용 처리하기 위한 갖가지 대책들이 강구되어 왔으며, 국내에서도 건설폐기물에 대한 여러 가지 처리장치가 개발되고 있다.
본 발명은 건설폐기물의 중간처리 과정 중 발생하는 건설폐토석 * 에서 이물질을 분리한 순환토사를 법령 ** 의 기준에 따라 1) 인가·허가된 건설공사의 성토용 또는 복토용, 2) 매립시설 복토용, 3) 농지 개량을 위한 성토용 *** 으로 재활용할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
* 건설공사 시 건설폐기물과 혼합되어 발생되는 것 중 분리·선별된 흙·모래·자갈 또는 건설폐기물을 중간처리하는 과정에서 발생된 흙·모래·자갈 등으로서 자연상태의 것을 제외한 것을 말한다(건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률 시행령 [별표 1] 16호)
** 건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률 시행령 제4조 제1항 제3호
*** 농지법 시행령 제3조의2 제2호
순환토사는 위의 용도별로 설정된 품질 기준(현. 국토교통부공고 제2017-1711호. 2017.12.15. 전부 개정)을 충족시켜야 하는데, 성·복토용 모두 유기 이물질 함량 1.0vol% 이하의 조건은 공통적으로 충족되어야 한다.
1. 등록특허 10-1836832 "건설폐기물 중간처리과정 중 유기성·무기성 이물질의 선별 시스템" 2. 등록실용신안 20-0363038 "토사와 이물질 선별용 건설폐기물 처리장치" 3. 등록특허 10-0730688 "건설폐기물 중간처리과정 중 파쇄된 건설폐기물로부터 이물질을 선별하는 장치" 4. 등록특허 10-2029736 "골재 내 이물질의 진동-흡입 선별 장치"
본 발명은 건설폐토석으로부터 이물질 함량이 극소화된 순환토사를 선별하는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 「순환토사와 이물질이 혼합된 건설폐토석을 받아 낙하 배출시키는 공급기; 중심축에 다수개의 윙이 배치·결합되고, 상기 윙이 상기 중심축과 함께 축회전하면서 상기 공급기에서 배출되는 건설폐토석을 타격하여 비산시키는 회전자; 및 상기 회전자에 의해 상대적으로 멀리 비산하는 순환토사를 수집·배출시키는 선별챔버; 를 포함하는 타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치」를 제공한다.
상기 공급기는 상기 건설폐토석에 상하 진동을 가하면서 배출시키도록 구성할 수 있으며, 상기 공급기의 바닥면은 스크린으로 구성함으로서 상기 스크린을 통과하는 잔사·잔분이 별도로 분리·배출되도록 구성할 수 있다.
상기 회전자의 윙 평판형으로 구성하여 강한 타격이 이루어지도록 구성하거나, 상기 회전자의 윙 말단부를 낙하 배출되는 건설폐토석을 떠받으며, 잡아 던지는 방식과 유사한 타격이 이루어지도록 구성할 수 있다.
상기 선별챔버는 격벽에 의해 순환토사 수용부와 이물질 수용부가 구분되되, 상기 순환토사의 비산 경로에 위치하는 상기 격벽의 상단부는 분리망으로 구성하여 이물질의 최종 필터링이 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 상기 선별챔버의 이물질 수용부가 상기 회전자를 수용토록 함으로써, 분리된 이물질이 지저분하게 흩어지는 것을 방지할 수 있으며, 이 경우 상기 회전자의 중심축 양 단은 상기 이물질 수용부의 양 측벽에 각각 결합시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 이물질 수용부의 바닥면 또는 측벽에는 개구부를 형성시키고, 상기 개구부를 통해 상기 이물질 수용부에 부압을 형성시켜 이물질 및 잔사·잔분의 유입을 유도하는 흡입장치; 를 더 포함하여 구성할 수 있으며,
상기 흡입장치는 상기 개구부에 삽입되는 이물질 필터; 통공이 형성되어 있으며, 상기 이물질 필터의 외연을 커버하는 필터커버; 상기 필터커버의 통공에 연통된 흡입관; 및 상기 흡입관에 흡입력을 제공하는 흡입펌프; 를 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명이 제공하는 타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치에 의해 유기물 함량이 극소한 상태로 순환토사를 선별할 수 있다.
구체적으로는,
1. 공급부의 상하 진동에 의해 건설폐토석의 골재(토사)와 이물질이 비중에 의해 1차적으로 분리되도록 함으로써 최종적인 순환토사 선별 효율을 높인다.
2. 공급부 바닥을 스크린으로 구성하여 잔사·잔분을 미리 선별함으로써 최종적인 순환토사 선별 효율을 더욱 높인다.
3. 회전자의 윙 말단부를, 낙하 배출되는 건설폐토석을 떠받으며 타격할 수 있는 형태로 구성함으로써, 타격 과정에서 순환토사의 유실량을 저감시킬 수 있다.
4. 상기 선별챔버 내부를 순환토사 수용부와 이물질 수용부로 구분시키는 격벽의 상단부를 분리망으로 구성함으로써, 이물질에 대한 최종 필터링이 이루어지도록 할 수 있다.
5. 선별챔버의 이물질 수용부가 상기 회전자를 수용토록 구성함으로써, 분리된 이물질이 지저분하게 흩어지는 것을 방지할 수 있다.
6. 선별챔버의 이물질 수용부에 결합되는 흡입장치에 의해 형성된 이물질 수용부의 부압으로 이물질 및 잔사·잔분의 유입을 유도함으로써, 상기 부압을 극복하고 비산한 순환토사만이 유입되는 순환토사 수용부의 이물질 함량을 더욱 낮출 수 있다.
[도 1]은 본 발명이 제공하는 타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치의 측단면도이다.
[도 2]는 본 발명이 제공하는 타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치의 평면도이다.
[도 3]는 본 발명에 적용되는 회전자 윙의 실시예를 도시한 것이다.
[도 4]는 본 발명에 적용되는 선별챔버의 내부 구조 사시도이다.
[도 5]는 본 발명에 적용되는 흡입장치의 분해 사시도이다.
본 발명은 순환토사(G1)에 이물질(G2)이 혼합되어 있는 건설폐토석(G)을 타격함으로써, 일정 크기 이상의 운동량을 가지고 일정 거리 이상을 비산하는 순환토사(G1)와 공기저항을 이기지 못하고 일정 거리 이상을 비산하지 못하는 이물질(G2)을 구분하기 위한 순환토사 선별 장치를 제공한다.
본 발명에 대한 구체적인 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 용어는 다음과 같이 정의된다.
1) 건설폐토석(G) : 건설공사 시 건설폐기물과 혼합되어 발생되는 것 중 분리·선별된 흙·모래·자갈 또는 건설폐기물을 중간처리하는 과정에서 발생된 흙·모래·자갈 등으로서 자연상태의 것을 제외한 것.
2) 순환토사(G1) :건설폐토석에서 이물질을 분리한 상태의 흙·모래·자갈의 총칭.
3) 이물질(G2) : 건설폐토석 내에 포함된 흙·모래·자갈 이외의 유기물질. 스티로폼, 플라스틱, 비닐, 나뭇조각, 종이, 천 조각 등.
4) 잔사·잔분 : 순환토사 중 특정 입경 미만의 것.
이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 [도 1] 및 [도 2]에 도시된 바와 같이 「순환토사(G1)와 이물질(G2)이 혼합된 건설폐토석(G)을 받아 낙하 배출시키는 공급기(10); 중심축(21)에 다수개의 윙(22)이 배치·결합되고, 상기 윙(22)이 상기 중심축(21)과 함께 축회전하면서 상기 공급기(10)에서 배출되는 건설폐토석을 타격하여 비산시키는 회전자(20); 및 상기 회전자(20)에 의해 상대적으로 멀리 비산하는 순환토사를 수집·배출시키는 선별챔버(30); 를 포함하는 타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치」를 제공한다.
상기 공급기(10)는 건설폐토석(G)을 받아 낙하 배출시키도록 구성된 장치이다. 상기 공급기(10)는 상기 건설폐토석(G)에 상하 진동을 가하면서 배출시키도록 구성함으로써, 뭉쳐진 상태로 투입된 건설폐토석(G)을 흩어주면서 순환토사(G1)와 이물질(G2)이 비중차에 의해 어느 정도 분리된 상태로 배출되도록 할 수 있다. 키로 알곡과 쭉정이를 분리시키는 것과 마찬가지의 원리이다. 상하 방향으로 진동하는 공급기(10)에 의해 순환토사(G1)와 이물질(G2)이 선 분리되는 경우, 후술할 타격·비산에 의한 분리 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 공급기(10)의 바닥면을 스크린(11)으로 구성하여, 상기 스크린(11)을 통과하는 잔사·잔분(G3)이 [도 1]에 도시된 바와 같은 잔사·잔분배출로(12)를 통해 별도로 분리·배출되도록 할 수 있다. 이와 같이 잔사·잔분(G3)에 대한 선 입도 선별이 이루어지는 경우, 후술할 타격·비산에 의한 순환토사와 이물질의 분리 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 공급기(10) 바닥면의 스크린(11)에 의해 선 입도선별 및 분리·배출된 잔사·잔분(G3)은 별도로 관리하거나 최종 선별된 순환토사에 혼합시킬 수 있다.
상기 회전자(20)는 중심축(21)에 다수개의 윙(22)이 배치·결합되고, 상기 윙(22)이 상기 중심축(21)과 함께 축회전하면서 상기 공급기(10)에서 배출되는 건설폐토석(G)을 타격하여 비산시키는 장치이다. 상기 윙은 5~6장을 방사상으로 배치·결합시킬 수 있으며, [도 3]의 (a)에 도시된 바와 같이 평판형으로 구성할 수 있다. 또한, [도 3]의 (b)에 도시된 바와 같이 윙 말단부(23)를 낙하 배출되는 건설폐토석(G)을 떠받으며 타격하도록 구성하여, 상기 건설폐토석(G)을 잡아 던지는 것과 유사하게 비산시킬 수 있으며, 이에 따라 타격 과정에서 순환토사의 유실량을 저감시킬 수 있다.
상기 회전자(20) 윙(22)이 건설폐토석(G)을 타격함으로써, 상기 윙(22)의 회전속도와 질량에 의해 산출되는 충격량은, 상기 공급기(10)를 거쳐 낙하하는 건설폐토석(G)에 전달된다. 이에 따라 상대적으로 질량이 크고 둥글거나 세장비가 작은 형태의 순환토사(G1)는 타격방향으로 포물선 궤도로 비산하게 되는 한편, 스티로폼 등과 같은 비중이 작은 이물질, 나뭇가지 조각 등과 같이 세장비가 큰 형태의 이물질, 질량이 과소한 잔사·잔분 등은 공기 저항을 이기지 못하고 타격 지점에서 멀리 비산하지 못하게 된다. 즉, 상기 윙(22)에 의한 타격 시 건설폐토석(G) 중 순환토사(G1)는 상대적으로 멀리 비산하고, 이물질(G2) 및 잔사·잔분(G3)은 상대적으로 가깝게 비산하는 것이다.
상기 선별챔버(30)는 상기 회전자(20)에 의해 상대적으로 멀리 비산하는 순환토사(G2)를 수집·배출시키는 장치이다. 상기 선별챔버(20)는 순환토사(G1)의 비산 경로에 유입구를 형성시킴으로써 타격된 순환토사(G1)를 수집하되, 상기 유입구가 상기 회전자(20)로부터 일정 거리된 지점에 형성되도록 하여 타격된 잔사·잔분(G3) 및 이물질(G2)은 상기 유입구에 도달하지 못하도록 배치할 수 있다.
한편, 상기 선별챔버(30)는 [도 4]에 도시된 바와 같이, 격벽(33)에 의해 순환토사 수용부(31)와 이물질 수용부(32)가 구분되되, 상기 순환토사(G1)의 비산 경로에 위치하는 상기 격벽(33)의 상단부를 분리망(34)으로 구성함으로써, 이물질(G2)이 상기 순환토사 수용부(31)로 유입되는 것을 최종적으로 차단시킬 수 있다. 즉, 상기 분리망(34)이 곧 상기 유입구에 해당하는 것이다. 상기 공급기(10)와 회전자(20)를 거치면서도 순환토사(G1)와 이물질(G2)이 분리되지 않고 뭉쳐진 상태로 비산하거나 긴 나무조각 등의 이물질(G2)이 이례적으로 멀리 비산하는 등의 경우 상기 분리망(34)에서 이들 이물질(G2)의 유입을 차단함으로써 상기 순환토사 수용부(31)로 유입된 순환토사의 이물질 함량을 최소화시킬 수 있다.
상기 순환토사 수용부(31)는 유입된 순환토사가 그대로 배출되도록 바닥을 오픈시킨 호퍼형으로 구성하거나, 유입된 순환토사를 일시적으로 저장할 수 있는 개폐 가능한 실(室)형으로 구성할 수 있다.
한편, 상기 선별챔버(30)로 유입되지 못한 잔사·잔분 및 이물질은 상기 회전자와 선별챔버 사이 공간에 낙하하게 된다. 전술한 바와 같이 상기 선별챔버(30)가 격벽(33)에 의해 순환토사 수용부(31)와 이물질 수용부(32)로 구분되는 경우, 비산된 이물질(G2) 및 잔사·잔분(G3)이 회전자(20) 주변에 지저분하게 흩어지지 않고 상기 이물질 수용부(32)가 상기 회전자(20)를 수용하도록 구성할 수 있다. 이 경우 상기 회전자(20)의 중심축(21) 양 단은 상기 이물질 수용부(32)의 양 측벽에 각각 결합시킬 수 있다.
또한, 본 발명 장치는 상기 이물질 수용부(32)의 바닥면 또는 측벽에는 개구부(35)를 형성시키고, 상기 개구부(35)를 통해 상기 이물질 수용부(35)에 부압(負壓)을 형성시킴으로써 상기 이물질 수용부(32)로 이물질(G2) 및 잔사·잔분(G3)의 유입을 유도하는 흡입장치(40)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
상기 흡입장치(40)는 비중과 중량이 작은 이물질을 흡입 방식으로 선제적으로 선별하는 장치로서, 타격에 의한 비산거리에 따라 이물질(G1) 함량이 극소한 순환토사(G1)를 선별해내기 위한 본 발명의 서브 선별 장치라 할 수 있다. 이 경우 상기 순환토사 수용부(31)에는 상기 이물질 수용부(32)에 형성된 부압을 극복하고 비산한 순환토사만이 유입되기 때문에 순환토사의 이물질 함량을 더욱 낮출 수 있다.
상기 흡입장치(40)는 [도 5]에 도시된 바와 같이 상기 개구부(35)에 삽입되는 이물질 필터(41); 통공(43)이 형성되어 있으며, 상기 이물질 필터(41)의 외연을 커버하는 필터커버(42); 상기 필터커버(42)의 통공(43)에 연통된 흡입관(44) 및 상기 흡입관(44)에 흡입력을 제공하는 흡입펌프(미도시)를 포함하여 구성할 수 있다. 상기 이물질 필터(41)는 이물질(G2) 및 잔사·잔분(G3)이 상기 흡입관(44)에 유입되는 것을 차단함으로써 상기 흡입관(44)의 폐색을 방지한다. 상기 이물질 필터(41)는 폐그물을 채움재로 적용함으로써 페기물 재활용에 이바지하고, 착탈식으로 구성하여 물 분사 방식의 간단한 세척이 이루어지도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 구체적인 실시예와 함께 상세하게 살펴보았다. 그러나 본 발명은 위의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위에서 수정 및 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이와 같은 수정 및 변형을 포함한다.
10 : 공급기
11 : 스크린(공급기 바닥면) 12 : 잔사·잔분 배출로
20 : 회전자
21 : 중심축 22 : 윙
23 : 윙 말단부
30 : 선별챔버
31 : 순환토사 수용부 32 : 이물질 수용부
33 : 격벽 34 : 분리망
35 : 개구부
40 : 흡입장치
41 : 이물질 필터 42 : 필터커버
43 : 통공 44 : 흡입관

Claims (8)

  1. 순환토사(G1)와 이물질(G2)이 혼합된 건설폐토석(G)을 받아 낙하 배출시키는 공급기(10);
    중심축(21)에 다수개의 윙(22)이 배치·결합되고, 상기 윙(22)이 상기 중심축(21)과 함께 축회전하면서 상기 공급기(10)에서 배출되는 건설폐토석을 타격하여 비산시키는 회전자(20); 및
    상기 회전자(20)에 의해 상대적으로 멀리 비산하는 순환토사를 수집·배출시키는 선별챔버(30); 를 포함하고,
    상기 회전자(20)의 윙 말단부(23)는 상기 회전자(20) 회전방향의 반대 방향으로 꺾인 바닥면과 상기 바닥면에서 세워지도록 다시 꺾인 벽면으로 구성되어, 낙하 배출되는 건설폐토석을 떠받으며 타격하도록 구성되고,
    상기 선별챔버(30)는 격벽(33)에 의해 순환토사 수용부(31)와 이물질 수용부(32)가 구분되되, 상기 순환토사(G1)의 비산 경로에 위치하는 상기 격벽(33)의 상단부가 분리망(34)으로 구성되어, 이물질이 상기 순환토사 수용부(31)로 유입되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 공급기(10)는 상기 건설폐토석에 상하 진동을 가하면서 배출시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 공급기(10)의 바닥면은 스크린(11)으로 구성되어, 상기 스크린(11)을 통과하는 잔사·잔분(G3)이 별도로 분리·배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 선별챔버(30)의 이물질 수용부(32)는 상기 회전자(20)를 수용하고,
    상기 회전자(20)의 중심축(21) 양 단은 상기 이물질 수용부(32)의 양 측벽에 각각 결합된 것을 특징으로 하는 타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 이물질 수용부(32)의 바닥면 또는 측벽에는 개구부(35)가 형성되고,
    상기 개구부(35)를 통해 상기 이물질 수용부(32)에 부압(負壓)을 형성시켜 이물질(G2) 및 잔사·잔분(G3)의 유입을 유도하는 흡입장치(40); 를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 흡입장치(40)는,
    상기 개구부(35)에 삽입되는 이물질 필터(41);
    통공(43)이 형성되어 있으며, 상기 이물질 필터(41)의 외연을 커버하는 필터커버(42);
    상기 필터커버(42)의 통공(43)에 연통된 흡입관(44); 및
    상기 흡입관(44)에 흡입력을 제공하는 흡입펌프(미도시); 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 타격에 의한 비산거리에 따른 순환토사 선별 장치.
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