KR102149777B1 - 건식 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별장치 - Google Patents

건식 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건설폐기물의 중간처리 과정 중 발생하는 건설폐토석에 혼합되어 있는 경량 이물질을 효과적으로 분리 선별할 수 있도록 하는, 건식 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별장치에 관한 것이다.
본 발명은 「하단에 투입로가 형성된 호퍼; 전단이 상기 호퍼의 투입로와 연통하여 횡배치된 관로 부재로서, 관로 상면을 따라 개구부가 형성되고, 후단 하면에 배출구가 형성된 운송로; 상기 운송로 내부에 길이방향으로 설치된 축을 따라 스크류 날개가 결합된 스크류 컨베이어; 및 상기 개구부를 향해 흡입구가 형성된 하나 또는 복수개의 흡입장치; 를 포함하며, 상기 호퍼에 투하된 건설폐토석이 상기 운송로에 유입되어 상기 스크류 컨베이어의 축회전에 의해 연속적으로 반전되면서 상기 운송로 후단으로 이동하면서, 상기 흡입장치에 의해 흡입·분리되도록 구성된 건식 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별장치」를 제공한다.

Description

건식 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별장치{Foreign Material Sorting System In Construction Waste Soil By Dry Continuous Process}
본 발명은 건설폐기물의 중간처리 과정 중 발생하는 건설폐토석에 혼합되어 있는 경량 이물질을 효과적으로 분리 선별할 수 있도록 하는, 건식 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별장치에 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, 4) 토석채취를 한 산지 복구용, 5) 도로기층 순환골재 입도 조절용 등으로 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
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.
건설폐토석에서 이물질을 분리하기 위한 건식 선별기술은 가열, 원심분리, 송풍 등의 다양한 수단이 복합적으로 구성된다.
가연성 유기 이물질을 소각하여 기화시키는 가열 방식은 에너지 소모 및 대기 오염이 문제되고, 원심력에 의한 비중 선별이 이루어지도록 하는 원심분리 기술은 연속 공정에 불리한 면이 있으며, 바람을 불어 넣어 비중이 작은 이물질이 멀리 날려 분리되도록 하는 송풍 기술은 이물질이 뒤섞에 있는 건설폐토석에서 이물질만이 날리며 분리되도록 하기 어려워 효율이 떨어지는 단점이 있다. 송풍, 타격 등의 수단을 병용하여 건설폐토석을 챔버 내에 흩날린 상태에서 흡인력을 제공하여 상대적으로 비중이 작은 이물질을 흡입, 분리시킴으로써 이물질 분리 효율을 향상시킨 기술도 소개되고 있으나 이러한 방식도 건설폐토석에 습기가 많은 경우에는 효과적인 선별이 이루어지지 않는다.
1. 등록특허 10-1836832 "건설폐기물 중간처리과정 중 유기성·무기성 이물질의 선별 시스템" 2. 등록특허 10-0870621 "브러시 컨베이어와 비중분리에 의하여 토사 및 골재에 포함된 이물질을 선별하는 선별장치" 3. 등록특허 10-1516568 "가연성 이물질 건식타격 선별장치" 4, 등록특허 10-2094862 "타격-진동-송풍-흡입 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별 장치" 5. 등록특허 10-2029736 "골재 내 이물질의 진동-흡입 선별 장치"
본 발명은 건설폐토석을 일정 경로로 이송하는 과정에서 건설폐토석에 혼입된 이물질이 분리 선별되도록 하는 건식 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별장치를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 과제 해결을 위해 본 발명은 「하단에 투입로가 형성된 호퍼; 전단이 상기 호퍼의 투입로와 연통하여 횡배치된 관로 부재로서, 관로 상면을 따라 개구부가 형성되고, 후단 하면에 배출구가 형성된 운송로; 상기 운송로 내부에 길이방향으로 설치된 축을 따라 스크류 날개가 결합된 스크류 컨베이어; 및 상기 개구부를 향해 흡입구가 형성된 하나 또는 복수개의 흡입장치; 를 포함하며, 상기 호퍼에 투하된 건설폐토석이 상기 운송로에 유입되어 상기 스크류 컨베이어의 축회전에 의해 연속적으로 반전되면서 상기 운송로 후단으로 이동하면서, 상기 흡입장치에 의해 흡입·분리되도록 구성된 건식 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별장치」를 제공한다.
상기 호퍼의 투입로에는, 일정량의 건설폐토석을 일정 시간 간격으로 투하시키도록 제어되는 개폐장치를 설치할 수 있다.
상기 스크류 컨베이어는 나란히 배치된 1쌍의 축에 상호 반대 방향의 스크류 날개가 결합되어, 상호 반대 방향으로 축회전하는 상기 스크류 날개에 의해 건설폐토석이 흩어지며 이동하도록 구성할 수 있다.
상기 운송로 내측으로는 공기를 분사하는 블로워를 더 포함하여 구성할 수 있으며, 상기 운송로 개구부의 양측을 따라 바깥쪽으로 상향하도록 결합된 윙을 결합시키고, 상기 블로워의 공기 분사에 의해 상기 개구부 밖으로 튀어 나간 건설폐토석이 상기 윙을 따라 다시 상기 개구부를 통해 상기 운송로로 유입되도록 구성할 수 있다.
상기 운송로는 갭 공간이 형성된 이중벽 구조로 구성하고, 상기 갭 공간에는 외부에서의 전원 공급에 의해 발열하도록 열선을 내입시키고, 상기 열선의 열을 운송로 전체에 전달하도록 열매체유를 충전(充塡)시킬 수 있다.
위와 같은 본 발명에 의해,
1. 운송로를 따라 건설폐토석이 지속적으로 반전되면서 이송되는 과정에서 건설폐토석 내부에 섞인 경량 이물질이 흡입 선별되도록 하므로, 이물질 분리 효율이 향상된다.
2. 운송로 내부에 1쌍의 스크류 콘베이어를 도입함으로써 건설폐토석을 더욱 고르게 흩어주며 이송하여 이물질 흡입 선별 효율을 높일 수 있다.
3. 운송로 내부로 공기를 분사하는 블로워를 결합시켜, 공기 분사에 의해 경량 이물질이 위로 날리도록 함으로써 흡입 선별 효율을 높이고, 이 경우 개구부 양 측에 윙을 결합시킴으로써 개구부 바깥으로 튀어나간 건설폐토석이 상기 윙을 따라 다시 개구부를 통해 운송로에 유입되도록 할 수 있다.
4. 투입로에 개폐장치를 장착시킴으로써, 일정량의 건설폐토석이 연속적으로 공급되면서 이물질 분리 후 순환토사가 생산되도록 할 수 있으므로, 건설폐토석 과투입에 의한 이물질 분리 효율을 저하를 예방할 수 있다.
5. 운송로를 갭 공간이 형성된 이중벽 구조로 구성하고, 상기 갭 공간 내에 열선을 배선하고 열매체유를 충전(充塡)시킴으로써, 상기 열선의 열이 상기 운송로 전체에 전달되어 젖은 상태로 투입된 건설폐토석이 상기 운송로를 따라 이동하면서 건조되도록 하여 경량 이물질의 흡입 선별 효율을 높일 수 있다.
[도 1]은 본 발명이 제공하는 건식 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별장치(이하 '본 발명 선별장치') 일 실시예의 입면도이다.
[도 2]는 1쌍으로 구성된 스크류 컨베이어 실시예의 구성도이다.
[도 3]은 운송로에 블로워가 구비된 실시예의 구성도이다.
[도 4]는 운송로 개구부의 양측을 따라 윙이 결합된 실시예의 구성도이다.
[도 5]는 이중벽으로 구성된 운송로의 내부 공간에 공간에 열선이 내입되고 열매체유가 충전된 실시에의 구성도이다.
이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 [도 1]에 같은, 「하단에 투입로(111)가 형성된 호퍼(110); 전단이 상기 호퍼(110)의 투입로와 연통하여 횡배치된 관로 부재로서, 관로 상면을 따라 개구부(121)가 형성되고, 후단 하면에 배출구(122)가 형성된 운송로(120); 상기 운송로(120) 내부에 길이방향으로 설치된 축(131)을 따라 스크류 날개(132)가 결합된 스크류 컨베이어(130); 및 상기 개구부(121)를 향해 흡입구가 형성된 하나 또는 복수개의 흡입장치(140); 를 포함하며, 상기 호퍼(110)에 투하된 건설폐토석이 상기 운송로(120)에 유입되어 상기 스크류 컨베이어(130)의 축회전에 의해 연속적으로 반전되면서 상기 운송로(120) 후단으로 이동하면서, 상기 흡입장치(140)에 의해 흡입·분리되도록 구성된 건식 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별장치(100)」를 제공한다.
상기 호퍼(110)는 투하되는 건설폐토석을 받는데 유리하도록 상방향으로 확공되면서 개구된 것이며, 투하된 건설폐토석은 상기 호퍼(110) 하단의 투입로(111)를 거쳐 상기 운송로(120)에 유입된다. 상기 호퍼(110)의 투입로(111)에는 개폐장치(미도시)를 설치하여, 일정량의 건설폐토석이 일정 시간 간격으로 투하되도록 제어할 수 있다.
상기 운송로(120)는 횡배치된 관로 부재로서, 관로 상면을 따라 개구부(121)가 형성되고, 후단 하면에 배출구(122)가 형성되어 있다.
상기 운송로(120) 내부에는 길이방향으로 설치된 축(131)을 따라 스크류 날개(132)가 결합된 스크류 컨베이어(130)가 장착되는데, 상기 투입로(111)를 거쳐 운송로(120)에 유입된 건설폐토석이 상기 스크류 컨베이어(130)의 회전 방향을 따라 상기 운송로(120) 내에서 나선형 루트로 이송된다.
위와 같이 건설페토석이 이송되는 과정에서, 자갈과 토사 속에 혼재되어 있던 경량 이물질이 상기 개구부(121)에 반복적으로 노출되며, 이에 따라 상기 개구부(121)를 향해 흡입구가 형성된 하나 또는 복수개의 흡입장치(140)의 흡인력에 의해 상기 경량 이물질이 흡입·분리된다. 즉, 상기 운송로(120) 내부에서 건설폐토석이 지속적으로 반전되면서 운송되는 과정에서 이물질이 흡인력에 의해 순환토사로부터 분리되도록 하는 것이다. 위와 같은 과정을 통해 건설폐토석에서 경량 이물질이 분리된 순환토사가 상기 운송로(120) 말단부에 형성된 배출구(122)를 통해 배출된다.
상기 운송로(120) 및 개구부(121)가 길게 형성될수록 배출되는 순환토사의 이물질 함량이 감소할 수 있으며, 상기 운송로(120) 및 개구부(121)의 길이를 짧게 구성하더라도 배출된 순환토사를 다시 회수하여 상기 호퍼(110)에 투입하여 상기 운송로(120)를 거치며 경량 이물질이 흡입·선별되는 공정이 반복되도록 함으로써 최종 배출되는 순환토사의 이물질 함량을 감소시킬 수 있다.
상기 스크류 컨베이어(130)는 [도 2]에 도시된 바와 같이 나란히 배치된 1쌍의 축(131, 131')에 상호 반대 방향의 스크류 날개(132, 132')가 결합되어, 상호 반대 방향으로 축회전하는 상기 스크류 날개(132, 132')에 의해 건설폐토석이 흩어지며 이동하도록 구성할 수 있다. 상호 반대 방향으로 축회전 하는 한 쌍의 스크류 날개(132, 132')에 의해 건설폐토석은 지속적으로 반전되고, 이에 따라 건설폐토석 내 깊숙히 혼입되어 있던 이물질도 제거되어 상기 배출구(122)를 통해 배출되는 순환토사의 이물질 함량을 최소화시킬 수 있다.
한편, 상기 투입로(111)가 수직으로 배관되어 건설폐토석이 상기 운송로(120)에 수직으로 낙하하는 경우 상기 운송로(120) 내부의 스크류 컨베이어(130)가 훼손될 우려가 있다. 이에 상기 투입로(111)를 경사지게 배관함으로써 건설폐토석이 미끄럼틀을 타듯 내려와 상기 스크류 컨베이어(130)에 가해지는 충격을 완화시킬 수 있다.
상기 운송로(120)에는 [도 3]에 도시된 바와 같이 내측으로 공기를 분사하는 블로워(150)를 하나 또는 복수개 설치할 수 있다. 상기 블로워(150)에서 공기를 분사함으로써 경량 이물질이 위로 떠오르도록 하여, 상기 흡입장치(140)에서의 이물질 흡입량을 증대시킬 수 있다. 아울러 상기 블로워(150)이 바람은 뒤엉켜있던 순환토사와 이물질을 흩어주는 역할도 수행하며, 상기 블로워(150)에서 고온의 공기가 분사되는 경우에는 건설폐토석의 함수율을 전체적으로 낮춰, 젖은 상태의 건설폐토석에서 이물질을 분리 선별하는데 크게 기여할 수 있다.
다만, 상기 운송로(120) 내에서 건설폐토석이 스크류 컨베이어(130)에 의해 지속적으로 반전되며 이송되는 과정에서, 상기 블로워(150)의 공기 분사에 의해 경량 이물질 이외의 순환토사가 운송로(120) 밖으로 튀어 나가는 경우가 발생할 수 있다. 이에 본 발명은 [도 4]에 도시된 바와 같이 상기 운송로(120) 개구부(121)의 양측을 따라 바깥쪽으로 상향하도록 결합된 윙(160)을 더 포함하여 구성할 수 있다. 이에 따라 상기 블로워(150)의 공기 분사에 의해 상기 개구부(121) 밖으로 튀어 나간 건설폐토석이 상기 윙(160)을 따라 다시 상기 개구부(121)를 통해 상기 운송로(120)로 유입된다.
상기 운송로(120)의 개구부(121) 형성 부위 주변에는 챔버를 설치하고, 상기 흡입장치(140)의 흡입구가 상기 챔버에 내입되도록 구성함으로써, 건설폐토석의 이송 과정에서 발생할 수 있는 분진이 대기 중으로 비산하지 않도록 차단시킬 수 있다.
또한, 상기 운송로(120)를 갭 공간이 형성된 이중벽 구조로 구성하고, 상기 갭 공간에는 외부에서의 전원 공급에 의해 발열하도록 열선(171)을 내입시키고, 상기 열선(171)의 열을 운송로(120) 전체에 전달하는 열매체유(172)를 충전(充塡)시킬 수 있다. 이에 상기 열선의 열이 상기 운송로 전체에 전달되어 젖은 상태로 투입된 건설폐토석이 상기 운송로를 따라 이동하면서 건조되도록 함으로써 경량 이물질의 흡입 선별 효율을 높일 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.
100 : 본 발명 선별장치
110 : 호퍼 111 : 투입로
120 : 운송로 121 : 개구부 122 : 배출구
123 : 지지각
130 : 스크류 컨베이어 131,131' : 축 132,132' : 스크류 날개
140 : 흡입장치 150 : 블로워 160 : 윙
171 : 열선 172 : 열매체유

Claims (6)

  1. 하단에 투입로(111)가 형성된 호퍼(110);
    전단이 상기 호퍼(110)의 투입로(111)와 연통하여 횡배치된 관로 부재로서, 관로 상면을 따라 개구부(121)가 형성되고, 후단 하면에 배출구(122)가 형성된 운송로(120);
    상기 운송로(120) 내부에 길이방향으로 설치된 축(131)을 따라 스크류 날개(132)가 결합된 스크류 컨베이어(130);
    상기 개구부(121)를 향해 흡입구가 형성된 하나 또는 복수개의 흡입장치(140);
    상기 운송로(120) 내측으로 공기를 분사하는 블로워(150); 및
    상기 운송로(120) 개구부(121)의 양측을 따라 바깥쪽으로 상향하도록 결합된 윙(160); 을 포함하되,
    상기 투입로(111)는 경사지게 배관되어 상기 호퍼(110)에 투하된 건설폐토석이 경사진 상기 투입로(111)를 타고 미끄러져 내려와 상기 운송로(120)에 유입되고, 상기 운송로(120)에 유입된 건설폐토석이 상기 스크류 컨베이어(130)의 축회전에 의해 연속적으로 반전되면서 상기 운송로(120) 후단으로 이동하면서, 상기 흡입장치(140)에 의해 흡입·분리되도록 구성되고,
    상기 스크류 컨베이어(130)는 나란히 배치된 1쌍의 축(131, 131')에 상호 반대 방향의 스크류 날개(132, 132')가 결합되어, 상호 반대 방향으로 축회전하는 상기 스크류 날개(132, 132')에 의해 건설폐토석이 흩어지며 이동하도록 구성되고,
    상기 블로워(150)의 공기 분사에 의해 상기 개구부(121) 밖으로 튀어 나간 건설폐토석이 상기 윙(160)을 따라 다시 상기 개구부(121)를 통해 상기 운송로(120)로 유입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 건식 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별장치(100).
  2. 제1항에서,
    상기 호퍼(110)의 투입로(111)에 설치되어, 일정량의 건설폐토석을 일정 시간 간격으로 투하시키도록 제어되는 개폐장치; 를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건식 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별장치(100).
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 운송로(120)는 갭 공간이 형성된 이중벽 구조로 구성되고,
    상기 갭 공간에는 외부에서의 전원 공급에 의해 발열하도록 열선(171)이 내입되어 있고, 상기 열선(171)의 열을 운송로(120) 전체에 전달하는 열매체유(172)가 충전(充塡)된 것을 특징으로 하는 건식 연속공정에 의한 건설폐토석 내 이물질 선별장치(100).
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