KR102168757B1 - 재생골재용 이물질 선별기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 낙하, 풍력 및 진동 에너지를 이용하여 재생골재와 이물질을 효과적으로 선별하는 재생골재용 이물질 선별기를 제공하기 위한 것이다.
이에 본 발명에서는 투입구 및 배출구가 형성된 중공형 케이스, 상기 케이스 내부에 계단식으로 배치되어 투입구를 통해 케이스 내부로 투입되는 재생골재와 이물질을 미끄러뜨리듯 이동시키는 제1슈트, 상기 제1슈트들 사이의 공간에서 자유롭게 회전하도록 설치되어 제1슈트에서 낙하되는 재생골재와 이물질을 충돌·분산시키는 드럼, 상기 드럼의 상부에 바람을 송풍하여 제1슈트에서 떨어지는 재생골재로부터 이물질을 불어서 날리어 분리하는 에어 노즐, 상기 케이스 내부에 계단식으로 배치되어 에어 노즐을 통하여 분사되는 바람에 의해 재생골재로부터 분리된 이물질을 받아서 미끄러뜨리듯 이동시키는 제2슈트, 상기 케이스를 좌우로 흔들어 상기 제1 및 제2슈트 위의 재생골재와 이물질을 움직여서 분산시키는 기진장치 및 상기 케이스의 내부에 비산하는 이물질을 빨아들여 분리 포집하는 흡기장치를 포함하는 재생골재용 이물질 선별기를 개시한다.

Description

재생골재용 이물질 선별기{FOREIGN SUBSTANCE SEPARATOR FOR RECYCLING AGREGATE}

본 발명은 건설폐기물을 중간처리하는 과정에서 생산되는 폐콘크리트 및 폐토석 등의 재생골재 속에 혼재하는 각종 이물질을 분리하여 제거하기 위한 선별기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 낙하, 풍력 및 진동 에너지를 이용하여 재생골재 중의 부피가 작고 무게가 가벼운 이물질을 기계적으로 분리하여 제거하는 재생골재용 이물질 선별기에 관한 것이다.

오늘날 재생골재의 생산공정은 크게 파쇄공정 및 이물질 분리공정으로 분류하고, 특히 이물질 분리공정은 선별을 통한 단순재생이 대부분을 차지하고 있다.

국내의 일반적인 건설폐기물 처리공정은 건물 철거 및 해체 현장에서 다량 발생되는 폐콘크리트 및 폐토석을 수집·운반하여 야적장에 적치한 후, 장비와 인력을 동원하여 개략적인 분류작업을 거치며, 이렇게 분류된 폐콘크리트 및 폐토석은 죠크라셔(jaw crusher) 등을 이용하여 적당한 크기로 파쇄한 뒤 이물질 선별, 시멘트 모르타르 및 페이스트 박리, 세척하는 공정을 거쳐 재생골재로 생산하고 있다.

즉, 건설폐기물의 특성상 재생골재 속에는 폐목재류를 비롯하여 스티로폼 등의 폐합성수지류, 철근과 같은 금속류, 폐종이류, 시멘트 강화제로 사용되는 폐섬유류 등의 각종 이물질이 포함되어 있기 때문에 유효하게 재활용하기 위해서는 이물질을 분리하여 제거해야 한다.

현재 국내에서 사용하고 있는 재생골재의 이물질 분리기술은 세척으로 제거하는 방법, 습식 부상으로 분리하는 방법, 진동식 스크린을 이용한 방법, 풍력을 이용한 방법, 자력을 이용한 방법 등이 주로 이용되고 있다.

그러나 이러한 방법 가운데 물을 사용하여 이물질을 분리 및 제거하는 방법은 다량의 폐수를 발생하여 2차 환경오염을 유발할 수 있다.

또한, 진동식 스크린으로 재생골재를 분산시키고 공기 중에 낙하시키면서 송풍기로 일부 가벼운 이물질을 날려서 분리하는 방법은 단순히 고체입자의 비중, 입도, 형태 등에 따라 낙하속도가 달라지는 것을 이용하여 바람으로 이물질을 분리·제거하기 때문에 양질의 재생골재를 얻기 어려울 뿐만 아니라 바람의 확산으로 인해 먼지 및 이물질이 주변으로 비산되는 문제점이 있다.

종래의 진동식 스크린 및 송풍기를 이용하여 이물질을 분리하는 기술로는 예컨대, 특허문헌 1에 건설폐기물 처리장치가 개시되어 있다. 이는 이송 컨베이어 벨트를 통해 공급되는 건설폐기물을 넓게 펴지도록 하면서 전방으로 이동시키는 진동스크린과, 이 진동스크린의 상부에서 고압의 에어를 분사하여 건설폐기물 속의 이물질을 분리하는 고압에어분사기로 구성되어 있다.

그런데 이와 같은 종래의 장치는 진동스크린을 타고 이동하는 건설폐기물을 향해 고압의 에어를 분사하는 특성상 상대적으로 부피가 작고 무게가 가벼운 이물질과 일부 재활용이 가능한 골재 자원이 함께 날리어서 모여지기 때문에 선별 효율이 상당히 떨어지는 한계가 있다.

여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.

KR 10-1427849 B1(2014.08.01) KR 10-2009-0112071 A(2009.10.28) KR 10-1479188 B1(2014.12.29) KR 10-1816278 B1(2018.01.02) KR 10-2073421 B1(2020.01.29) KR 20-0302027 Y1(2003.01.10)

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려함과 동시에 기존의 재생골재용 이물질 선별기 기술이 지닌 기술적 한계 및 문제점들을 해결하려는 발상에서, 낙하, 풍력 및 진동 에너지를 이용하여 재생골재 속에 섞이거나 그 사이에 끼인 폐합성수지류, 폐종이류, 폐섬유류 등의 상대적으로 부피가 작고 무게가 가벼운 각종 이물질을 분리·제거하는 과정에서 먼지와 이물질의 과도한 비산을 방지하고, 아울러 이물질의 제거 속도와 재생골재의 선별 효율을 높이는 효과를 도모할 수 있는 새로운 구조의 재생골재용 이물질 선별기를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 재생골재 중의 이물질을 분리하여 제거하는 과정에서 먼지와 이물질의 비산을 방지할 수 있도록 하는 재생골재용 이물질 선별기를 제공하는 데 있는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제 및 목적은 이물질의 제거 속도와 재생골재의 선별 효율을 높일 수 있도록 하는 재생골재용 이물질 선별기를 제공하는 데 있는 것이다.

여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 새로운 착상을 구체화하면서 특정의 기술적 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 발명의 실시 태양(aspect)에 따른 구체적인 수단은, 베이스 프레임, 상기 베이스 프레임에 탑재되고, 내부에 재생골재와 이물질을 투입하기 위한 투입구 및 재생골재와 이물질을 배출하기 위한 배출구가 형성된 중공형 케이스, 상기 케이스 내부에 상기 배출구 쪽으로 하향 경사지게 계단식으로 배치되고, 상기 투입구를 통해 상기 케이스 내부로 투입되는 재생골재와 이물질을 미끄러뜨리듯 이동시키는 적어도 둘 이상의 제1슈트, 상기 제1슈트들 사이의 공간에서 자유롭게 회전하도록 설치되고, 상기 제1슈트에서 낙하되는 재생골재와 이물질을 충돌·분산시키는 적어도 하나 이상의 드럼, 상기 드럼의 상부와 상기 제1슈트의 하측 사이의 공간 중 상기 드럼의 상부에 바람을 송풍하여 제1슈트에서 떨어지는 재생골재로부터 이물질을 불어서 날리어 분리하는 적어도 하나 이상의 에어 노즐, 상기 케이스 내부에 상기 제1슈트와 높이차를 두고 상기 배출구 쪽으로 하향 경사지게 계단식으로 배치되고, 상기 에어 노즐을 통하여 분사되는 바람에 의해 재생골재로부터 분리된 이물질을 받아서 미끄러뜨리듯 이동시키는 제2슈트, 상기 베이스 프레임의 하측에 장치되고, 상기 케이스를 전후좌우로 흔들어 상기 제1슈트 위의 재생골재와 이물질을 움직여서 분리 및 분산시키는 기진장치 및 상기 케이스의 내부에 비산하는 이물질을 터보 팬으로 흡입하는 기류를 일으켜 적어도 하나 이상의 후드와 덕트를 통해 공기와 함께 빨아들여 수집하고, 사이클론에 의해 수집한 공기 속에 포함되어 있는 이물질을 원심력 작용으로 분리 포집하는 흡기장치를 포함하여 채용하는 것을 특징으로 하는 재생골재용 이물질 선별기를 제시한다.

이로써 본 발명은 제1슈트의 전후좌우로 흔들림에 의해 재생골재와 이물질이 미끄러지듯이 이동하면서 골고루 펼쳐진 상태로 드럼 위로 낙하되어 충돌하고, 이 과정에서 재생골재와 이물질이 고르게 분산된 채로 바람의 영향을 받는 시간이 늘어나기 때문에 재생골재에 붙여 있는 미분이나 재생골재 사이에 끼여 각종 이물질을 분리하여 제거하는 속도와 재생골재를 선별하는 효율을 향상시키는 새로운 효과가 발생할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 제1슈트의 위쪽 부분을 각각 상기 케이스와 핀 이음(pin joint)으로 연결하는 조인트 핀 및 상기 제1슈트의 하측에 각각 장치되고, 전동기의 구동에 의해 캠이 회전하면서 상기 제1슈트가 그 각각의 조인트 핀을 중심으로 하여 상하로 일정 각도 내에서 왕복 또는 요동 운동하여 변위를 일으키도록 하는 크랭크 장치를 더 포함하여 구성됨으로써 제1슈트를 까불려서 위아래로 흔들리게 하기 때문에 재생골재에 붙여 있는 미분이나 재생골재 사이에 끼여 각종 이물질을 더욱 효과적으로 분리하여 제거할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 제1슈트는, 상면에 다수의 가이드 베인이 일정한 간격을 두고 지그재그형으로 배열 형성됨으로써 재생골재와 이물질이 부딪히는 체류시간을 연장하여 고르게 분산되도록 유도할 수 있고, 아울러 상기 에어 노즐은 상기 드럼의 상부 둘레에 바람을 비스듬히 송풍하도록 구비됨으로써 순간적인 풍속을 증가시켜 재생골재와 이물질의 분리 효율을 높일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 기진장치는, 상기 베이스 프레임에 장치된 편심축, 상기 편심축이 한쪽으로 치우치게 고정되고, 전동기의 구동에 의해 상기 편심축을 편심으로 회전시켜 주기적인 원심력을 일으키게 하여 상기 케이스와 상기 제1 및 제2슈트를 진동시키는 바이브레이션 제너레이터 및 상기 베이스 프레임이 상기 바이브레이션 제너레이터의 편심축에 의한 원운동으로 전후좌우로 흔들리도록 상기 베이스 프레임의 사방을 지면상에 세워진 서포트에 연결하여 매다는 다수 개의 행거를 포함하여 구성됨으로써 기진장치가 주기적인 원심력을 일으키게 하여 제1슈트를 전후좌우로 반복해서 흔들리게 하기 때문에 재생골재에 붙여 있는 미분이나 재생골재 사이에 끼여 각종 이물질을 더욱 효과적으로 분리하여 제거할 수 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하고자 특유한 해결 수단이 기초하고 있는 본 발명의 기술사상 및 실시 예(embodiment)에 따르면, 재생골재와 이물질이 기진장치의 작동으로 수평 원운동을 하듯이 전후좌우로 흔들리는 제1슈트에 의해 분리되어 넓게 펼쳐진 상태로 미끄러져 드럼 위로 낙하하여 충돌하면서 고르게 분산되고, 이 과정에서 에어 노즐에서 송풍되는 바람의 영향을 받는 시간이 늘어나기 때문에 재생골재들 사이에 끼여 있거나 붙어 있는 상대적으로 부피가 작고 무게가 가벼운 각종 이물질을 신속하고 효과적으로 분리하여 제거할 수 있다.

또한, 크랭크 장치의 작동에 의해 제1슈트가 요동 운동하여 위아래로 흔들리면서 1차적으로 재생골재 중의 이물질을 털어낸 상태로 이동시키기 때문에 이물질의 분리 및 제거를 위한 처리(진행) 속도와 재생골재의 선별 효율을 극대화할 수 있다.

게다가 케이스의 내부에 비산하는 이물질은 흡기장치에서 공기와 함께 흡입하여 수집한 후 원심력 작용으로 분리 포집하기 때문에 이물질을 분리·제거하는 과정에서 먼지와 이물질의 과도한 비산을 방지하여 작업장 내 유해물질의 유출이나 환경오염으로 인한 위해를 예방 및 쾌적한 환경을 조성할 수 있다.

여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 재생골재용 이물질 선별기를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 재생골재용 이물질 선별기를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 재생골재용 이물질 선별기의 작동 상태를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 재생골재용 이물질 선별기의 작동 상태를 설명하기 위해 국부를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 재생골재용 이물질 선별기를 구성하는 제1슈트를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 재생골재용 이물질 선별기를 구성하는 제1슈트의 작동 상태를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 재생골재용 이물질 선별기를 구성하는 제1슈트를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과, 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.

아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

즉, 본 명세서에서 설시하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.

아울러 각 작동 및 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 작동 및 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측, 전후, 좌우 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명하거나 지칭하고, 길이 방향을 전후 방향으로, 폭 방향을 좌우 방향으로 명명하거나 지칭할 수 있다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는 한에서 제2 구성요소로 명명할 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명할 수도 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 재생골재용 이물질 선별기는 전동기로부터 재생골재의 운반에 필요한 구동력을 전달받아 엔들리스 벨트를 무한궤도 운동으로 순환시키는 컨베이어의 아래쪽에 장치되고, 그 컨베이어에 의해 이송되는 재생골재 속에 섞인 부피가 작고 무게가 가벼운 이물질을 분리하여 제거하는 것으로, 그 주요 구성요소는 베이스 프레임(10), 케이스(20), 제1슈트(30), 드럼(40), 에어 노즐(50), 제2슈트(60), 기진장치(70) 및 흡기장치(80)를 포함하고 있다.

베이스 프레임(10)은 케이스(20) 등이 수평으로 원운동을 하듯이 전후좌우로 원활하게 흔들리도록 하기 위해 구비되어 있다.

즉, 베이스 프레임(10)은 형강, 봉재 등을 마치 'Ⅱ'자 모양으로 조립하여 안정적인 골격 형태를 이루어 케이스(20)를 바닥(지면)에서 일정한 높이에 위치시킨 상태로 받쳐주고 있다.

또한, 베이스 프레임(10)은 사방이 지면(바닥)상에 일정한 간격을 두고 일정한 높이로 세워진 서포트(11)와 행거(74)에 의해 연결됨으로써 지면(바닥)에서 일정한 높이로 매달린 상태를 유지하고 있다.

즉, 서포트(11)는 소정의 길이를 갖는 적어도 4개 이상의 기둥과 2개 이상의 보(beam)로 이루어져 있고, 하부가 바람이나 충격 등에 대하여 안정적인 지지력을 유지하면서 베이스 프레임(10)과 케이스(20) 등의 구조물을 충분히 지지 및 받쳐주기 위해 바닥에 견고하게 박혀 있다.

여기서 서포트(11)는 그 길이 방향과 수직인 방향의 단면형상이 링형인 강관(steel pipe)이나 각종 단면형상을 가진 봉 모양의 형강, 철골(steel rod)로 형성될 수 있다.

또한, 서포트(11)는 베이스 프레임(10)의 사방 코너 부분에 사각 배열을 이루도록 배치한 후 하부를 땅속에 박고 콘크리트를 타설하여 경화시키거나 땅속에 매립한 콘크리트 구조물에 앵커볼트 등으로 고정 설치할 수도 있다.

케이스(20)는 내부가 빈 중공형 통 형상으로 이루어져 베이스 프레임(10)에 의해 비스듬히 기울어진 채로 탑재되어 있다.

그리고 케이스(20)의 한쪽 상부에는 그 내부 공간으로 재생골재와 이물질을 투입하기 위한 투입구(21)가 형성되어 있고, 반대쪽 하부에는 재생골재와 이물질을 배출하기 위한 배출구(22)가 형성되어 있다.

여기서 투입구(21)는 케이스(20)의 내부를 향해 단면적이 줄어드는 호퍼 형상으로 이루어질 수도 있다.

제1슈트(30)는 투입구(21)를 통해 케이스(20)의 내부 공간으로 투입되는 재생골재와 이물질을 미끄러뜨리듯 이동시키기 위해 케이스(20)의 내부에 적어도 둘 이상이 배출구(22) 쪽으로 하향 경사지게 계단식으로 배치되어 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제1슈트(30)의 위쪽 부분에는 아이 바(eye bar)와 같은 구멍이 뚫려 있어 조인트 핀(31)을 이용해 케이스(20)와 핀 이음(pin joint) 방식으로 연결할 수 있고, 아울러 제1슈트(30)의 하측에는 제1슈트(30)를 까불리듯이 위아래로 반복해서 흔들어 주는 크랭크 장치(34)를 장치할 수 있다.

즉, 크랭크 장치(34)는 전동기(32)의 구동에 의해 여러 개의 캠(33)이 동시에 회전하면 제1슈트(30)가 그 각각의 조인트 핀(31)을 중심으로 하여 상하로 일정 각도 내에서 왕복 또는 요동 운동하여 변위를 일으킴으로써 재생골재에 붙여 있는 미분이나 재생골재 사이에 끼여 각종 이물질을 더욱 효과적으로 분리하여 제거할 수 있다.

여기서 제1슈트(30)의 하면에는 캠(33)이 제1슈트(30)의 하단을 위아래로 까불리는 과정에서 발생하는 충격과 마찰에 의한 부품의 파손 및 손상을 최소화하여 고장 발생률을 낮추고 내구연한을 연장하는 효과를 얻기 위한 완충패드(36)가 부착될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 제1슈트(30)의 상면에는 재생골재와 이물질이 부딪히는 체류시간을 연장하여 뭉쳐지지 않고 고르게 분산되도록 유도하는 가이드 베인(35)이 일정한 간격을 두고 지그재그형으로 배열 형성될 수 있다.

드럼(40)은 제1슈트(30)에서 낙하되는 재생골재와 이물질을 충돌·분산시키기 위해 적어도 하나 이상이 제1슈트(30)들 사이의 공간에서 자유롭게 회전하도록 설치되어 있다.

즉, 드럼(40)은 별도의 동력 없이 제1슈트(30)에서 낙하되는 25mm 이상의 재생골재가 부딪혀서 발생하는 중력 에너지에 의해 회전하며, 아울러 뭉쳐있는 재생골재를 충격 에너지에 의해 분산시키도록 양쪽이 베어링에 고정되어 있다.

그리고 드럼(40)의 바깥쪽 둘레 면에는 충격 에너지를 흡수하고 손상을 방지하기 위해 탄성을 갖는 코팅층(41)이 형성되어 있다.

에어 노즐(50)은 드럼(40)의 상부 둘레와 제1슈트(30)의 하측 사이의 공간에 바람을 송풍하여 제1슈트(30)에서 떨어지는 재생골재로부터 이물질을 강한 풍속으로 불어서 날리어 흩뜨리고 분리하기 위해 케이스(20)의 내부에 적어도 하나 이상 구비되어 있다.

여기서 에어 노즐(50)은 흡기장치(80)를 구성하는 터보 팬(81)으로부터 강한 풍속의 바람을 공급받을 수 있다.

그리고 에어 노즐(50)은 순간적인 풍속을 증가시키기 위해 드럼(40)의 상부 둘레에 바람을 상향으로 비스듬히 송풍하여 바람이 드럼(40)의 곡선 둘레를 타고 넘어갈 때 압력이 감소하여 공기 흐름이 빨라지도록 배치되어 있다.

즉, 제1슈트(30)에서 낙하되는 재생골재가 드럼(40)에 충돌하면서 분산되는 과정에서 이물질을 분리하고, 이때, 상대적으로 비중이 큰 재생골재는 아래쪽으로 떨어지고 비중이 작은 미분 또는 토분, 이물질 등은 에어 노즐(50)을 통해 분사되는 터보 팬(81)의 강한 바람에 의해 제2슈트(60) 쪽으로 자연스럽게 날리어 이동하게 된다.

또한, 에어 노즐(50)에서 분사되는 바람은 드럼(40)의 바깥쪽 둘레 면을 타고 흐르면서 베르누이의 정리에 의해 유속이 빨라지기 때문에 이물질을 제2슈트(60) 쪽으로 더욱 효율적으로 날려 보내게 된다.

아울러 케이스(20)의 내부에 비산되는 먼지나 이물질은 사이클론(84)의 흡입 작용에 의해 후드(82)와 덕트(83)를 통해 배출된다.

제2슈트(60)는 에어 노즐(50)을 통하여 분사되는 바람에 의해 재생골재로부터 분리된 이물질을 받아서 미끄러뜨리듯 이동시키기 위해 케이스(20)의 내부에 제1슈트(30)와 높이차를 두고 배출구(22) 쪽으로 하향 경사지게 계단식으로 적어도 둘 이상이 배치되어 있다.

즉, 제2슈트(60)는 제1슈트(30)와 드럼(40) 및 에어 노즐(50)에 의해 재생골재에서 분리된 각종 이물질을 받아서 자중으로 미끄러져 내리게 하여 배출구(22)를 통해 외부의 이송용 컨베이어 등에 전달하도록 구비되어 있다.

기진장치(70)는 케이스(20)에 원운동으로 전후좌우로 흔드는 진동을 주어 제1슈트(30) 위의 재생골재와 이물질을 움직여서 분리 및 분산시키기 위해 베이스 프레임(10)의 하측에 장치되어 있다.

구체적으로 기진장치(70)는 제1슈트(30)에서 미끄러지듯이 이동하는 재생골재와 이물질을 1차적으로 분리 및 분산시키기 위해 베이스 프레임(10)에 편심축(72)이 장치되어 있고, 전동기(71)의 구동에 의해 편심축(72)을 편심으로 회전시켜 주기적인 원심력을 일으키게 하여 케이스(20)를 강제로 진동시키는 바이브레이션 제너레이터(73)가 베이스 프레임(10)의 하측에 장치되어 있다.

즉, 바이브레이션 제너레이터(73)의 회전축 상단에는 편심축(72)이 한쪽으로 치우치게 고정되어 있고, 이 편심축(72)은 베이스 프레임(10)에 장치되어 있다.

따라서 편심축(72)에 의해 베이스 프레임(10)이 수평으로 원운동을 하듯이 전후좌우로 흔들리고, 이로 인해 제1슈트(30)에서 미끄러지듯이 이동하는 재생골재와 이물질을 1차적으로 분리 및 분산시킬 수 있다.

또한, 베이스 프레임(10)의 사방에는 케이스(20)와 제1 및 제2슈트(30)(60)가 바이브레이션 제너레이터(73)에 의해 서포트(11)와 접촉 간섭 없이 전후좌우로 자연스럽게 흔들리도록 하는 행거(74)가 장착되어 있다.

즉, 베이스 프레임(10)은 기진장치(70)에 의해 회전하지 않고 전후좌우로 흔들림이 발생하도록 그 사방이 지면상에 세워진 서포트(11)에 행거(74)를 매개로 하여 안정적으로 매달려 있다.

여기서 바이브레이션 제너레이터(73)로는 편심축 구동식, 불평형추식 등 전동기의 구동력으로 임밸런스 토크가 발생하는 기진기를 채용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 다양한 기진기를 채용할 수 있음은 물론이다.

아울러 행거(74)로는 관절의 작용을 하여 자유롭게 움직이는 유니버설 조인트, 볼 조인트 등과 같은 플렉시블 조인트를 채용할 수 있다.

흡기장치(80)는 케이스(20)의 내부에 비산하는 이물질을 수집 및 포집하기 위해 구비되어 있다.

즉, 흡기장치(80)는 터보 팬(81)으로 흡입하는 기류를 일으켜 적어도 하나 이상의 후드(82)와 덕트(83)를 통해 공기와 함께 빨아들여 수집하고, 사이클론(84)에 의해 수집한 공기 속에 포함되어 있는 이물질을 원심력 작용으로 분리 포집한다.

여기서 터보 팬(81)으로는 케이스(20) 내부에 비산되는 미분 또는 토분, 이물질을 원활하게 흡입할 수 있도록 날개차(impeller) 또는 로터(rotor)의 고속회전 운동에 의해서 생기는 기체의 원심력을 이용해서 외기를 일정한 유속과 유량 및 압력으로 흡입 및 압송하는 산업용 고압 송풍기를 채용할 수 있다.

예를 들어, 날개차의 회전에 따른 원심력에 의해 케이싱 내 압력이 상승하면서 와류운동이 발생하고, 이로 인해 외기를 강한 흡입력과 토출압으로 흘려보내는 링블로워(ring blower) 또는 고압을 얻을 수 있고 효율이 높은 방폭형 송풍기 등을 채택하여 적용할 수 있다.

또한, 후드(82)는 에어 노즐(50)을 통하여 분사되는 공기에 의한 이물질의 이동거리를 일정하게 하고, 와류로 인한 이물질의 사방으로 날아 흩어짐과 비산을 줄이기 위해 에어 노즐(50)과 대향하는 케이스(20)의 상면, 즉 공기의 압력 및 흐름을 원활하게 하는 위치에 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 사이클론(84)은 케이스(20) 내에서 후드(82)를 통해 배출되는 미분 또는 토분, 이물질을 포집 및 집진하기 위해 터보 팬(81) 및 후드(82)와 덕트(83)에 의해 연결되어 있다.

즉, 사이클론(84)은 터보 팬(81)을 이용해 미분이나 이물질이 부유하는 후드(82) 상의 유체에 선회 흐름을 주어 그 유체에서 미분이나 이물질을 원심력으로 분리한다.

여기서 사이클론(84)의 하부에는 포집 및 집진된 미분 또는 토분, 이물질 등의 역류를 방지하고 원활한 배출을 위해 하방으로 갈수록 폭이 점차 좁아지는 마치 원뿔대통과 같은 형상의 포집 및 집진장치가 구비될 수 있고, 그 포집 및 집진장치의 최하단부에는 개폐조작의 편의를 위해 로터리 밸브가 장착될 수 있다.

또한, 사이클론(84)은 여러 개를 직렬로 연결 설치함으로써 미분 또는 토분, 이물질의 분리 포집 효율을 높일수 있다.

한편, 댐퍼(86)는 에어 노즐(50)로 압송되는 공기의 유량(송풍량)과 유속(공기류)을 조절하기 위해 터보 팬(81)과 사이클론(84) 사이에 구비되어 있다.

즉, 댐퍼(86)는 덕트(83)의 단면적에 변화를 주어 터보 팬(81)에 의해 순환하는 공기를 일시적으로 저장하여 적정한 유량과 유속 및 압력을 유지하면서 케이스(20)의 내부로 송풍할 수 있도록 하는 기능 및 역할을 한다.

그리고 헤더(87)는 터보 팬(81)으로부터 공급되는 공기를 여러 개의 에어 노즐(50)로 송풍량과 풍속 등을 고르게 공급하기 위해 구비되어 있다.

여기서 에어 노즐(50)은 공기를 압축해 압력 및 속도를 높여서 송출하는 통상의 에어 컴프레서(Air Compressor)로부터 압축공기를 공급받아 분사할 수도 있다.

한편, 제1슈트(30)의 크랭크 장치(34), 기진장치(70) 및 흡기장치(80) 등은 별도의 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다.

즉, 컨트롤러는 크랭크 장치(34), 기진장치(70) 및 흡기장치(80) 등의 작동을 미리 입력된 마이크로프로세서 혹은 PLC 형태의 설정 프로그램(로직 컴퓨터에 수록된 제어 프로그램)에 의해 유기적이고 순차적으로 작동시키는 등 전반적인 가동을 제어할 수 있다.

여기서 컨트롤러는 스위치 등을 작업자 직접 조작하거나 특정 명령을 선택 및 입력할 수 있는 조작패널 형태로 구비될 수도 있다.

그밖에 푸시 스위치 등의 조작 및 개폐에 따라 신호를 인가할 수도 있고, 혹은 전동기(31)(71)와 터보 팬(81)의 작동을 감시, 제어하여 목표하는 결과나 값을 얻는 제어 시스템으로 이루어질 수도 있다.

한편, 전동기(31)(71)는 컨트롤러의 개폐 신호에 따라 회전력을 전달하기 위해 그 작동축이 캠(33)의 회전축, 바이브레이션 제너레이터(73)의 회전축과 바로 연결되거나 별도의 전동장치를 통해 회전축과 연결될 수도 있다.

여기서 전동기(31)(71)로는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 회전동력을 얻으며, 컨트롤러 등으로부터 신호 전류에 의해 시동(구동) 및 운전이 용이하고, 부하에 적합한 기종을 선택하기 쉽고, 소음 및 진동이 작고, 배기공해가 없는 통상의 전동 모터를 채용할 수 있다.

예를 들면, 제어신호에 따른 전압 입력을 회전각으로 바꾸어 정지 및 반전 동작이 신속하게 이루어지는 서보 모터나 일정 각도만큼 회전하는 스텝 모터를 채용할 수 있고, 그밖에 모터의 회전수를 감속하여 구동에 필요한 힘으로 출력하도록 조절하는 감속기를 포함하는 기어드 모터를 채용할 수도 있다.

이외에도 작동이 확실하고 자동 원격조작이 가능하며 속도의 조정과 정지·역전 등이 쉽게 이루어지도록 모터나 엔진 등에 의해서 구동되는 유압펌프로 발생시킨 고압을 작동축에 주어 동력을 발생시키는 유압모터를 채용할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 재생골재용 이물질 선별기의 주요 작용 및 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 투입구(21)를 통해 케이스(20) 속으로 투입되는 재생골재와 이물질은 케이스(20) 내 최상부에 위치하는 제1슈트(30)를 따라 미끄러지듯 이동하게 되고, 이때 바이브레이션 제너레이터(73)가 회전하게 되면 편심축(72)은 수평으로 원운동을 하면서 베이스 프레임(10)을 전후좌우로 흔들어 주므로 결국, 케이스(20)와 제1슈트(30)는 편심축(72)에 의해 원운동을 하듯이 전후좌우로 흔들리면서 재생골재와 이물질을 분리 및 뭉쳐지지 않고 고르게 분산시킨 상태로 드럼(40) 위로 떨어뜨리게 된다.

아울러 크랭크 장치(34)의 작동으로 캠(33)이 회전하여 제1슈트(30)를 까불려서 위아래로 흔들리게 함으로써 재생골재에 붙여 있는 미분이나 재생골재 사이에 끼여 있는 각종 이물질을 1차적으로 분리한 상태로 드럼(40) 위로 떨어뜨리게 된다.

이 과정에서 도 4에 도시된 바와 같이 제1슈트(30)에서 낙하되는 재생골재는 드럼(40)에 부딪혀서 충돌이 발생하고, 이로 인해 재생골재의 표면에 붙어있거나 섞여 있는 이물질은 자연스럽게 흩어지면서 2차적으로 분리된다.

즉, 부피가 작고 무게가 가벼운 각종 이물질은 에어 노즐(50)에서 송풍되는 바람으로 인해 그대로 낙하하지 않고 상승기류를 타고 제2슈트(60) 위로 이동하고, 입자와 비중이 큰 재생골재는 기류의 영향을 크게 받지 않기 때문에 하부의 인접하는 다른 제1슈트(30) 위로 떨어져 미끄러지듯이 이동한다.

이러한 작동 및 작용 과정을 여러 단계에 걸쳐 순차적으로 반복하면서 이물질이 완전히 분리된 재생골재는 케이스(20) 내 최하부에 위치하는 제1슈트(30)를 따라 미끄러지듯 이동하여 배출구(22)를 통해 외부로 배출되고, 아울러 재생골재에서 분리된 이물질은 제2슈트(60)를 따라 미끄러지듯 이동하여 배출구(22)를 통해 외부로 배출된다.

또한, 상대적으로 입자와 비중이 작아 기류 속에 혼입되어 케이스(20)의 내부에 비산하는 먼지나 이물질은 흡기장치(80)의 작동에 따라 후드(82)와 덕트(83)를 통해 사이클론(84)으로 배출된다.

이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 재생골재용 이물질 선별기는 제1슈트(20)가 기진장치(70)의 작동에 의해 전후좌우로 흔들리면서 재생골재와 이물질을 분리 및 뭉쳐지지 않고 고르게 분산시키고, 이와 동시에 크랭크 장치(34)의 작동에 의해 위아래로도 흔들리면서 1차적으로 이물질을 털어내기 때문에 각종 이물질이 제1슈트(20)에 달라붙는 것을 방지함은 물론 재생골재에 붙여 있는 미분이나 재생골재 사이에 끼여 있는 각종 이물질을 한층 더 효과적으로 분리할 수 있다.

그뿐만 아니라 제1슈트(30)에서 중력에 의해 굴러 떨어지다가 자유낙하하는 재생골재는 드럼(40)에 충돌하여 2차적으로 이물질을 떨어내면서 흩어지고, 이때 부피가 작고 무게가 가벼운 이물질은 에어 노즐(50)에서 송풍되는 바람으로 인해 그대로 낙하하지 않고 상승기류를 타고 자연스럽게 제2슈트(60) 위로 이동하여 분리되기 때문에 재생골재 중의 이물질을 분리 및 제거하는 처리(진행) 속도와 선별 효율을 극대화할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예(embodiment) 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다.

그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

10: 베이스 프레임 11: 서포트
20: 케이스 21: 투입구
22: 배출구 30: 제1슈트
31: 조인트 핀 32: 전동기
33: 캠 34: 크랭크 장치
35: 가이드 베인 36: 완충패드
40: 드럼 41: 코팅층
50: 에어 노즐 60: 제2슈트
70: 기진장치 71: 전동기
72: 편심축 73: 바이브레이션 제너레이터(vibration generator)
74: 행거 80: 흡기장치
81: 터보 팬 82: 후드
83: 덕트 84: 사이클론
85: 헤더 86: 댐퍼

Claims (4)

1. 베이스 프레임(10);
   상기 베이스 프레임(10)에 탑재되고, 내부에 재생골재와 이물질을 투입하기 위한 투입구(21) 및 재생골재와 이물질을 배출하기 위한 배출구(22)가 형성된 중공형 케이스(20);
   상기 케이스(20) 내부에 상기 배출구(22) 쪽으로 하향 경사지게 계단식으로 배치되고, 상기 투입구(21)를 통해 상기 케이스(20) 내부로 투입되는 재생골재와 이물질을 미끄러뜨리듯 이동시키는 적어도 둘 이상의 제1슈트(30);
   상기 제1슈트(30)들 사이의 공간에서 자유롭게 회전하도록 설치되고, 상기 제1슈트(30)에서 낙하되는 재생골재와 이물질을 충돌·분산시키는 적어도 하나 이상의 드럼(40);
   상기 드럼(40)의 상부 둘레와 상기 제1슈트(30)의 하측 사이의 공간에 바람을 상향으로 비스듬히 송풍하여 상기 제1슈트(30)에서 떨어지는 재생골재로부터 이물질을 불어서 날리어 분리하는 적어도 하나 이상의 에어 노즐(50);
   상기 케이스(20) 내부에 상기 제1슈트(30)와 높이차를 두고 상기 배출구(22) 쪽으로 하향 경사지게 계단식으로 배치되며, 상기 에어 노즐(50)을 통하여 분사되는 바람에 의해 재생골재로부터 분리된 이물질을 받아서 미끄러뜨리듯 이동시키는 제2슈트(60);
   상기 베이스 프레임(10)의 하측에 장치되고, 상기 베이스 프레임(10)을 전후좌우로 흔들어 상기 제1슈트(30) 위의 재생골재와 이물질을 움직여서 분리 및 분산시키는 기진장치(70);
   상기 케이스(20) 내부에 비산하는 이물질을 터보 팬(81)으로 흡입하는 기류를 일으켜 적어도 하나 이상의 후드(82)와 덕트(83)를 통해 공기와 함께 빨아들여 수집하고, 사이클론(84)에 의해 수집한 공기 속에 포함되어 있는 이물질을 원심력 작용으로 분리 포집하는 흡기장치(80);
   상기 터보 팬(81)과 사이클론(84) 사이에 구비되고, 상기 터보 팬(81)에 의해 순환하는 공기를 일시적으로 저장하면서 상기 에어 노즐(50)을 통해 상기 케이스(20)의 내부로 송풍하는 공기의 유량(송풍량)과 유속(공기류)을 조절하는 댐퍼(86);
   상기 제1슈트(30)의 위쪽 부분을 각각 상기 케이스(20)와 핀 이음(pin joint)으로 연결하는 조인트 핀(31); 및
   상기 제1슈트(30)의 하측에 각각 장치되고, 전동기(32)의 구동에 의해 캠(33)이 회전하면서 상기 제1슈트(30)가 그 각각의 상기 조인트 핀(31)을 중심으로 하여 상하로 일정 각도 내에서 요동 운동하여 변위를 일으키도록 하는 크랭크 장치(34);
   상기 제1슈트(30)의 상면에 일정한 간격을 두고 지그재그형으로 배열 형성되고, 재생골재와 이물질이 부딪히는 체류시간을 연장하여 고르게 분산되도록 유도하는 다수의 가이드 베인(35);
   상기 제1슈트(30)와 상기 캠(33) 간의 충격 및 마찰을 줄여주기 위해 상기 제1슈트(30)의 상면에 부착된 완충패드(36);
   를 포함하며,
   상기 기진장치(70)는,
   상기 베이스 프레임(10)의 하측에 설치된 전동기(71);
   상기 베이스 프레임(10)에 장치된 편심축(72);
   상기 편심축(72)이 한쪽으로 치우치게 고정되고, 상기 편심축(72)을 상기 전동기(71)의 구동에 의해 편심으로 회전시켜 주기적인 원심력을 일으키게 하여 상기 베이스 프레임(10)을 전후좌우로 흔들어주는 바이브레이션 제너레이터(73); 및
   상기 베이스 프레임(10)이 상기 바이브레이션 제너레이터(73)의 편심축(72)에 의한 원운동으로 전후좌우로 자유롭게 흔들리도록 상기 베이스 프레임(10)의 사방을 지면상에 세워진 서포트(11)에 연결하여 매다는 다수 개의 플렉시블 조인트형 행거(74);
   를 포함하는, 재생골재용 이물질 선별기.
   
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