KR102178300B1 - 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절단용 와이어를 절단하고자 하는 콘크리트 구조물에 거치함과 동시에 설치가 완료되도록 내부에 절단용 와이어가 탑재될 수 있는 밀폐 2중관과, 상기 밀폐 2중관 내에 탑재되어 있는 절단용 와이어를 이용한 구조물 절단과정에서 발생하는 슬러지에 포함되어 있는 냉각수를 분리하여 다시 상기 밀폐 2중관으로 공급하여 절단용 와이어의 냉각처리에 재이용하도록 하는 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 절단용 와이어를 절단하고자 하는 콘크리트 구조물에 거치함과 동시에 설치가 완료되도록 내부에 절단용 와이어가 탑재될 수 있는 밀폐 2중관과,
상기 밀폐 2중관 내에 탑재되어 있는 절단용 와이어를 이용한 구조물 절단과정에서 발생하는 슬러지에 포함되어 있는 냉각수를 분리하여 다시 상기 밀폐 2중관으로 공급하여 절단용 와이어의 냉각처리에 재이용하도록 하는 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템에 관한 것이다.
본 발명의 친환경 절단시스템과 관련하여 종래 다음과 같은 기술이 개시된 바 있다.
첫번째 종래 기술로는 도 1에 도시된 바와 같이, 습식절단과 크레인 인양(Diamond Wire Saw+Crane) 기술이 접목된 형태가 개시된 바 있다.
상기 도 1에 도시된 공법의 특징은 절단대상물에 다이아몬드 와이어쏘를 감아 걸고 유압모터로 고속 회전시켜 구조물을 절단하는 공법으로 다이아몬드 절단 공구에서 발생하는 많은 열과 절단시 발생되는 분진을 억제하기 위해 다량의 냉각수를 사용하여 구조물을 절단하는 것이다.
이와 같은 공법은 냉각수 처리를 위한, 낙수 및 비산방지시설 등 별도의 시설이 필요하고, 냉각수로 인해 발생하는 슬러지 및 폐수 관리감독이 철저히 이루어져야 한다는 단점이 있었다.
두번째 종래 기술로는 도 2에 도시된 바와 같이, 습식절단과 크레인 인양(ECO DIAMOND WIRE SAW+CRANE) 기술이 접목된 형태가 개시된 바 있다.(대한민국 등록특허 10-0898151(등록일자 2009.05.11))
상기 도 2에 도시된 공법의 특징은 절단대상 구조물에 절단용 다이아몬드 와이어를 감아 고속 회전시켜, 일정 장력을 유지하여 절단하는 공법으로, 절단 방법은 일반 와이어쏘와 동일하고, 절단면에 거푸집 형태의 밀폐커버를 부착하여 발생되는 슬러지를 100% 수거하여 침전, 정수 과정을 거쳐 정수된 냉각수를 절단면에 재급수함으로써 오염물질 배출 없이 구조물을 절단하는 것이다.
이와 같은 공법은 밀폐커버 부착 및 슬러지 정화를 위한 별도의 공정이 필요하고, 슬래브 절단시 작업효율 저하 문제가 있으며, 오염수 및 슬러지를 별도 처리해야하는 단점이 있었다.
세번째 종래 기술로는 도 3에 도시된 바와 같이, 건식절단과 크레인 인양(Eco Dry Cutting System + Crane) 기술이 접목된 형태가 개시된 바 있다.(대한민국 등록특허 10-1011115(등록일자 2011.01.19))
상기 도 3에 도시된 공법의 특징은 절단대상물에 고온에서도 견딜수 있는 입체형상의 비드로 구성된 다이아몬드 와이어쏘를 설치 후 냉각수, 냉풍 등 강제냉각수단을 사용하지 않고 건식으로 구조물을 절단하며, 절단시 발생되는 분진은 집진기를 통해 집진되고, 슬러지가 발생하지 않아 수질 및 토양오염의 우려가 없는 친환경공법이라는 것이다.
이와 같은 공법은 밀폐커버 부착을 위한 별도의 공정이 필요하고, 집진장치 설치를 위한 별도의 공정이 필요하며, 집진먼지 및 슬러지 별도처리와 대형 구조체 절단이 불가능하다는 단점이 있었다.
네번째 종래 기술로는 도 4에 도시된 바와 같이, 습식절단과 크레인 인양(Clean Diamond Wire Saw+Crane) 기술이 접목된 형태가 개시된 바 있다.(대한민국 등록특허 10-1052840(등록일자 2011.07.25))
상기 도 4에 도시된 공법의 특징은 절단구동장치, 비산먼지 집진장치, 슬러지 정화처리장치로 구성되어 구조물철거시 오염물질의 비산, 오염수의 2차오염을 예방 및 안전을 확보하는 공법으로 밀폐커버, 최소량의 냉각제를 사용하여 콘크리트 구조물을 절단하는 것이다.
이와 같은 공법은 밀폐커버 부착 및 슬러지 정화를 위한 별도의 공정이 필요하다는 단점이 있었다.
다섯번째 종래 기술로는 도 5에 도시된 바와 같이, 습식절단과 크레인 인양(Echo Unit Demolition Method) 기술이 접목된 형태가 개시된 바 있다.(대한민국 등록특허 10-1762735(등록일자 2017.07.24))
상기 도 5에 도시된 공법의 특징은 교량의 상부 구조물을 철거하기 위한 철거구조로서, 상부 구조물의 길이 방향을 따라 하부에 간격을 두고 배치되는 하부가림막과 양측방에 간격을 두고 형성되는 측방가림막을 포함하는 교량의 상부 구조물 철거방법으로, 하부 가림막은 일방향으로 갈수록 하향 경사형 구조로 형성되어 절단수 집수부가 형성되며 집수된 절단수를 침전, 탈수, 슬러지 분리 후 하수처리하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 공법은 하부 및 측방 가림막 설치를 위한 사전 공정이 필요하고, 작업하지 않을시 슬러지 침전, 오염수만 배출됨으로써 작업자가 하부 가림막에서 슬러지 처리를 위한 작업이 필요하며, 슬러지 침전, 탈수, 슬러지 분리, 하수처리의 추가 공정이 필요하여 복잡하다는 단점이 있었다.
본 발명은 절단용 와이어를 절단하고자 하는 콘크리트 구조물에 거치함과 동시에 설치가 완료되도록 내부에 절단용 와이어가 탑재될 수 있는 밀폐 2중관과,
상기 밀폐 2중관 내에 탑재되어 있는 절단용 와이어를 이용한 구조물 절단과정에서 발생하는 슬러지에 포함되어 있는 냉각수를 분리하여 다시 상기 밀폐 2중관으로 공급하여 절단용 와이어의 냉각처리에 재이용하도록 하는 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 콘크리트 구조물을 절단하는 절단용 와이어와, 상기 절단용 와이어를 일방향으로 회전시키는 구동장치와, 상기 절단용 와이어에 의한 절단과정에서 발생하는 분진이 비산되는 것을 차단하기 위해 상기 절단용 와이어를 포함하는 절단부위를 커버하는 밀폐 2중관과, 상기 밀폐 2중관을 통해 냉각수를 주입하여 절단과정에서 발생하는 분진과 함께 발생하는 슬러지를 처리하는 슬러지 처리장치를 포함하는 것으로서,
상기 밀폐 2중관은 별도의 밀폐 2중관 설치 공종(工種)없이 상기 밀폐 2중관 내에 탑재되어 있는 절단용 와이어에 구동장치를 이용하여 장력을 주게되면 바로 설치되는 것으로서, 2중관 구조를 이루어 각 관에 각각 절단용 와이어가 탑재되어 절단부위에 맞춰 구조물에 설치되며, 상기 밀폐 2중관이 구조물에 맞닿는 양 측면을 따라 방수접착제를 도포하여 상기 구조물에 대한 밀폐 2중관의 부착력을 높이고 냉각수가 완전 방수되도록 구성되며,
상기 슬러지 처리장치는 절단과정에서 발생하는 슬러지를 상기 밀폐 2중관으로부터 흡입하여 고액분리하는 동시에 슬러지는 별도 배출처리하고 회수된 냉각수는 다시 상기 절단과정에 사용되는 냉각수로 순환시키도록 하여 슬러지 수거로 인한 작업중단 시간이 없어 작업효율이 높고 경제성이 확보되는 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 이용한 친환경 절단시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 이용한 친환경 절단시스템은 다음의 효과를 갖는다.
첫째. 주름관을 사용하여 밀폐 2중관을 구성함으로써 콘크리트 구조물의 곡선형에서도 설치가 용이하고, 완전히 밀폐된 구조를 이루고 있기 때문에 절단과정에서 발생하는 비산먼지 및 비산먼지와 냉각수가 혼합되어 형성되는 슬러지의 외부유출을 완벽하게 차단할 수 있고 극소량의 냉각수를 사용하여 절단용 와이어 파단시 안전성을 확보할 수 있다는 장점을 갖는다.
둘째. 밀폐 2중관을 사용하고, 각각의 관에 절단용 와이어를 탑재함으로써 절단용 와이어 간의 꼬임을 방지하면서도 하나의 절단용 와이어가 콘크리트 절단과정에서 파단되더라도 바로 여분의 절단용 와이어를 사용하여 바로 절단작업을 재개할 수 있기 때문에 종래 공법 사용시 발생하던 절단용 와이어 교체를 위한 밀폐커버 해체 및 재설치 시간을 절약할 수 있어 순수 절단효율이 최대화되고 경제성이 높아지는 장점을 갖는다.
셋째. 밀폐 2중관의 양단으로 방수접착제를 도포함으로써, 콘크리트 구조물에 대한 밀폐 2중관의 부착력을 높이고 냉각수가 완전 방수되도록 밀폐구조를 이룸으로써, 냉각수 및 슬러지가 외부로 배출되는 것을 1차 차단하고 상기 방수접착제를 통해 외부배출을 2차로 차단함으로써 절단과정에서 냉각수 및 슬러지가 외부로 새어나오지 않도록 완벽한 방수효과를 기대할 수 있다.
넷째. 수직형 및 수평형의 슬러지 처리장치를 교체하여 사용할 수 있기 때문에 작업공간에 따라 선택적으로 사용할 수 있어 효과적인 작업이 이루어질 수 있다는 장점을 갖는다.
다섯째. 원심분리형 슬러지 처리장치를 통해 냉각수가 포함되어 있는 함수율이 높은 슬러지를 고액분리하는 동시에 슬러지는 별도 배출처리하고 회수된 냉각수는 다시 절단 과정에서 사용되는 냉각수로 재이용함으로써, 슬러지 수거작업으로 인한 작업중단 시간이 없어 작업효율이 높고 경제성이 확보된다는 장점을 갖는다.
도 1은 습식절단과 크레인 인양(Diamond Wire Saw+Crane) 기술이 접목된 형태의 종래 공법 개요도.
도 2는 습식절단과 크레인 인양(ECO DIAMOND WIRE SAW+CRANE) 기술이 접목된 형태의 종래 공법 개요도.
도 3은 건식절단과 크레인 인양(Eco Dry Cutting System + Crane) 기술이 접목된 형태의 종래 공법 개요도.
도 4는 습식절단과 크레인 인양(Clean Diamond Wire Saw+Crane) 기술이 접목된 형태의 종래 공법 개요도.
도 5는 습식절단과 크레인 인양(Echo Unit Demolition Method) 기술이 접목된 형태의 종래 공법 개요도.
도 6은 본 발명에 따른 친환경 절단시스템의 전체 개략도.
도 7은 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 밀폐 2중관과 종방향 슬러지 처리장치를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 밀폐 2중관과 횡방향 슬러지 처리장치를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 밀폐 2중관의 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 밀폐 2중관의 설치 순서 및 사용상태도.
도 11은 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 종방향 슬러지 처리장치의 전체 구성 및 분해상태를 도시한 사시도.
도 12는 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 종방향 슬러지 처리장치의 슬러지 배출 흐름을 도시한 사시도.
도 13은 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 종방향 슬러지 처리장치의 슬러지 배출 흐름을 도시한 평면도.
도 14는 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 종방향 슬러지 처리장치의 슬러지 배출 흐름을 도시한 측면도.
도 15는 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 횡방향 슬러지 처리장치의 측면 및 측단면을 도시한 도면.
도 2는 습식절단과 크레인 인양(ECO DIAMOND WIRE SAW+CRANE) 기술이 접목된 형태의 종래 공법 개요도.
도 3은 건식절단과 크레인 인양(Eco Dry Cutting System + Crane) 기술이 접목된 형태의 종래 공법 개요도.
도 4는 습식절단과 크레인 인양(Clean Diamond Wire Saw+Crane) 기술이 접목된 형태의 종래 공법 개요도.
도 5는 습식절단과 크레인 인양(Echo Unit Demolition Method) 기술이 접목된 형태의 종래 공법 개요도.
도 6은 본 발명에 따른 친환경 절단시스템의 전체 개략도.
도 7은 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 밀폐 2중관과 종방향 슬러지 처리장치를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 밀폐 2중관과 횡방향 슬러지 처리장치를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 밀폐 2중관의 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 밀폐 2중관의 설치 순서 및 사용상태도.
도 11은 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 종방향 슬러지 처리장치의 전체 구성 및 분해상태를 도시한 사시도.
도 12는 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 종방향 슬러지 처리장치의 슬러지 배출 흐름을 도시한 사시도.
도 13은 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 종방향 슬러지 처리장치의 슬러지 배출 흐름을 도시한 평면도.
도 14는 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 종방향 슬러지 처리장치의 슬러지 배출 흐름을 도시한 측면도.
도 15는 본 발명에 따른 친환경 절단시스템을 구성하는 횡방향 슬러지 처리장치의 측면 및 측단면을 도시한 도면.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 절단시스템(1)은 콘크리트 구조물을 절단하는 절단용 와이어(10)와, 상기 절단용 와이어(10)를 일방향으로 회전시키는 구동장치(20)와, 상기 절단용 와이어(10)에 의한 절단과정에서 발생하는 분진이 비산되는 것을 차단하기 위해 상기 절단용 와이어(10)를 포함하는 절단부위를 커버하는 밀폐 2중관(30)과, 상기 밀폐 2중관(30)을 통해 냉각수를 주입하여 절단과정에서 발생하는 분진과 함께 발생하는 슬러지를 처리하는 슬러지 처리장치(40)를 포함하는 것으로서,
상기 밀폐 2중관(30)은 2중관 구조를 이루어 각 관에 각각 절단용 와이어(10)가 탑재되어 절단부위에 맞춰 구조물에 설치되며, 상기 밀폐 2중관(30)이 구조물에 맞닿는 양 측면을 따라 방수접착제(31)를 도포하여 밀폐 2중관(30)을 상기 구조물에 부착고정하도록 구성되며,
상기 슬러지 처리장치(40)는 절단과정에서 발생하는 슬러지를 상기 밀폐 2중관(30)으로부터 흡입하여 고액분리하는 동시에 슬러지는 별도 배출처리하고 회수된 냉각수는 다시 상기 절단과정에 사용되는 냉각수로 순환시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 친환경 절단시스템(1)은 밀폐 2중관(30)을 통해 절단용 와이어를 이용한 절단작업의 연속성 부여와, 곡면 설치 용이 및 냉각수의 방수효과의 특징과, 슬러지 처리장치(40)에 의한 고액분리를 통해 절단과정에서 발생하는 슬러지로부터 냉각수를 분리하여 상기 절단작업에 재이용하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 밀폐 2중관(30)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 주름관 구조를 이루고 있어 꺾임이 용이하여 곡면 설치에도 손쉽게 설치할 수 있다.
상기 도 7은 슬러지 처리장치(40)가 종방향인 것을 제시하고 있으며, 도 8은 슬러지 처리장치(40')가 횡방향인 것을 제시하고 있다. 상기 종방향과 횡방향은 모두 원심분리에 의한 고액분리 원리를 이용하여 절단과정에서 발생하는 슬러지로부터 냉각수를 분리하고, 분리한 냉각수를 다시 상기 밀폐 2중관(30)을 통해 절단용 와이어에 의해 절단되는 방향으로 재분사되도록 한다.
상기 슬러지 처리장치(40)는 현장 작업공간을 고려하여 협소한 경우에는 종방향 타입을 사용하고 협소하지 않은 경우에는 횡방향 타입을 사용한다.
이하, 본 발명에 따른 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 이용한 친환경 절단시스템(1)을 구성하는 각 구성에 대한 구체적인 기술 내용을 도면과 함께 살펴보도록 한다.
상기 밀폐 2중관(30)은 도 9에 도시된 바와 같이, 측단면이 반구형 구조를 이루는 밀폐형 외관(30a)과, 측단면이 원형 구조를 이루는 밀폐형 내관(30b)이 일체로 형성된다.
그리고 상기 밀폐형 내관(30b)에는 제1 절단용 와이어(10a)가 탑재되고, 상기 밀폐형 외관(30a)에는 제2 절단용 와이어(10b)가 탑재된다.
또한 상기 밀폐 2중관(30)의 양측면은 콘크리트 구조물에 고정설치함과 동시에 방수기능을 부여하기 위하여 방수접착제(31)를 도포한다.
이와 같은 구조의 밀폐 2중관(30)은 다음의 특징을 갖는다.
첫째. 완전 밀폐된 구조이기 때문에 종래 사용되던 커버와 달리 냉각수가 외부로 흘러내리는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. 또한 방수접착제(31)를 이용하여 콘크리트 구조물에 고정설치함으로써 더욱 효과적인 방수효과를 제공할 수 있다.
둘째. 밀폐형 외관(30a)과 밀폐형 내관(30b)의 2중관 구조를 이루고 있으며, 상기 내관(30b)과 외관(30a)에는 각각 제1 절단용 와이어(10a)와 제2 절단용 와이어(10b)가 각각 탑재됨으로써, 초기 상기 제1 절단용 와이어(10a)를 이용한 콘크리트 구조물 절단과정 중에 파단될 경우 새롭게 절단용 와이어를 설치할 필요없이 바로 상기 제2 절단용 와이어(10b)를 이용하여 콘크리트 절단작업을 바로 연속적으로 진행할 수 있기 때문에 절단작업의 효율성을 극대화시킬 수 있다.
셋째. 상기 밀폐 2중관(30)은 주름관으로 이루어져 있어 곡면 등에 설치가 매우 용이하기 때문에 작업의 편의성을 극대화시킬 수 있다.
도 10은 이와 같이 본 발명에서 제시하고 있는 밀폐 2중관(30)의 설치과정 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 절단과정을 예시적으로 제시하고 있다.
(a) 및 (b) 단계는 밀폐 2중관(30)을 콘크리트 구조물의 절단부위 지점에 맞춰 설치하는 과정을 도시하고 있다.
(c) 단계는 상기 밀폐 2중관(30)의 양측면에 방수접착제(31)를 이용하여 콘크리트 구조물의 면에 상기 밀폐 2중관(30)을 부착하는 과정을 도시하고 있다.
(d) 단계는 상기 밀폐 2중관(30)에 냉각수 공급관을 설치하는 과정을 도시하고 있다. 이때 냉각수 공급관은 밀폐형 내관(30b)을 관통하여 설치된다.
(e) 단계는 상기 밀폐형 내관(30b)에 탑재되어 있던 제1 절단용 와이어(10a)를 를 이용한 콘크리트 구조물의 절단과정을 도시한 것으로서, 상기 제1 절단용 와이어(10a)가 콘크리트 구조물 둘레를 따라 회전하게 되면 상기 밀폐형 내관(30b)의 일측이 깨지면서 제1 절단용 와이어(10a)가 콘크리트 구조물을 절단하기 시작한다. 이때 냉각수 공급관을 통해 냉각수가 공급된다.
상기 냉각수는 밀폐형의 밀폐 2중관(30)의 내부로 흘러내려 집수되기 때문에 외부로 흘러내릴 염려가 없으며, 더욱이 방수접착제(31)에 의해 한번 더 밀폐되기 때문에 완벽한 방수처리가 가능하다.
(f) 단계는 상기 제1 절단용 와이어(10a)가 절단 작업 중에 파단되었을 경우, 제2 절단용 와이어(10b)를 이용하여 바로 연속하여 절단 작업이 이루어질 수 있음을 도시하고 있다.
상기 제2 절단용 와이어(10b)를 팽팽하게 당기게 되면 밀폐형 내관(30b)의 일측을 깨면서 절단 작업이 진행되던 홈으로 안착되어 절단작업이 재개된다.
상기 방수접착제(31)는 실리콘계열의 접착제를 사용하여, 높은 부착력에 의해 상기 밀폐 2중관(30)을 상기 콘크리트 구조물에 단단히 고정하는 역할과 함께, 상기 밀폐 2중관(30)으로부터 냉각수가 외부로 유출되는 것을 차단하는 역할을 한다.
상기 절단용 와이어(10)를 이용한 콘크리트 구조물의 절단 작업 중에는 많은 비산먼지가 발생하게 되고, 이와 같이 발생하는 비산먼지를 제거하고 상기 절단용 와이어(10)가 마찰열에 의해 과열되는 것을 방지하기 위하여 냉각수를 상기 밀폐 2중관(30)을 통해 분사하게 되고, 이와 같이 분사하여 주입된 냉각수는 상기 비산먼지 및 콘크리트 잔해물과 함께 섞여 슬러지 형태로 밀폐 2중관(30)을 통해 외부로 배출되게 된다.
이때 상기 밀폐 2중관(30)을 통해 배출되는 슬러지는 상기 슬러지 처리장치(40)로 이송된다.
상기 슬러지 처리장치(40, 40')는 앞서 살펴본 바와 같이 종방향과 횡방향의 2가지 타입을 선택적으로 사용할 수 있다.
현장 작업공간을 고려하여 협소한 경우에는 종방향 타입의 슬러지 처리장치를 사용하고 협소하지 않은 경우에는 횡방향 타입의 슬러지 처리장치를 사용한다.
도 11 내지 도 14는 종방향 슬러지 처리장치(40)를 도시하고 있다.
상기 종방향 슬러지 처리장치(40)는 상부는 개방되고 하부는 밀폐되어 상광하협의 원통구조를 이루고, 측면벽(411)은 메쉬망 구조를 이루며, 상부 외주면을 따라 외부로 반출되는 슬러지가 재유입되는 것을 방지를 위한 제1방지턱(412)이 일체로 형성되는 것으로서, 종방향을 이루는 회전축에 결합되어 회전하는 외통(41)과,
상부는 개방되고 하부는 밀폐되어 상광하협의 원통구조를 이루고, 측면벽(421)은 메쉬망 구조를 이루며, 상부 외주면을 따라 외부로 반출되는 슬러지가 재유입되는 것을 방지를 위한 제2방지턱(422)이 일체로 형성되고, 외주면을 따라 나선형 스크래퍼(423)가 일체로 형성되는 것으로서, 상기 외통(41) 내부에 설치되어 상기 회전축에 결합되어 회전하는 내통(42)과,
원통관(431)을 통해 밀폐 2중관(30)으로부터 이송되는 슬러지를 상기 내통(42)으로 공급하는 것으로서, 외주면을 따라 나선형 스크래퍼(432)가 형성되는 슬러지공급관(43)과,
상기 외통(41) 및 내통(42)과 결합을 이루는 회전축(441)과, 상기 회전축(441)을 회전시키는 모터(442)를 포함하는 회전구동부(44)와,
상기 외통(41), 내통(42), 슬러지공급관(43) 및 회전구동부(44)를 내부에 탑재하는 밀폐구조의 탱크(45)와,
상기 탱크(45)의 상부 일측에 관통 형성되어 상기 외통과 내통이 회전하는 동안 원심력에 의해 측면벽에 적층되는 슬러지를 상기 나선형 스크래퍼를 이용하여 상부방향으로 회수하여 외부로 반출시키는 것으로서, 슬러지 배출가이드판(461)이 일측면에 설치되는 슬러지배출구(46)와,
상기 탱크(45)의 하부 일측에 관통 형성되어 슬러지와 분리되어 회수된 냉각수를 냉각수 공급관(48)을 통해 밀폐 2중관(30)으로 공급하는 냉각수공급구(47)를 포함한다.
이때 상기 슬러지공급관(43)을 통해 공급되는 슬러지에 포함되는 냉각수는 외통(41)과 내통(42)이 회전하는 동안 원심력에 의해 분리되어 메쉬망 구조의 측면벽(411, 421)을 통과하여 탱크 하부에 집수되어 밀폐 2중관(30)으로 재공급되어 냉각수로 재이용된다.
상기 외통(41)의 측면벽(411)과 내통(42)의 측면벽(421)은 메쉬 구조를 이루고 있으며, 상기 외통(41) 측면벽(411)의 메쉬 크기가 내통(42) 측면벽(421)의 메쉬 크기보다 상대적으로 크다.
상기 측면벽(411, 421)은 냉각수를 통과시키지만 슬러지 내의 고형물은 걸러주어 원심분리에 의한 고액분리가 이루어지도록 한다.
상기 슬러지공급관(43)을 통해 유입된 슬러지는 냉각수를 포함하고 있는 것으로서, 외통(41)과 내통(42)이 회전하게 되면 원심분리에 의해 내통(42) 측면벽(421)을 통해 1차 고액분리가 일어나고, 상기 외통(41) 측면벽(411)을 통해 2차 고액분리가 일어난다.
이와 같은 고액분리과정을 통해 슬러지 내의 고형물과 냉각수는 분리되고, 분리된 고형물은 상기 측면벽(411, 421)에 달라붙은 상태에서 나선형 스크래퍼의 면을 따라 위 방향으로 점차 이동하여 최종적으로 외통(41) 및 내통(42)의 상단부를 넘어 배출되게 된다. 이때 배출되는 고형물은 슬러지배출구(46)를 통해 외부로 배출된다.
고액분리과정에서 회수된 냉각수는 상기 탱크(45) 하부로 집수되어, 냉각수공급구(47)를 통해 냉각수 공급관(48)을 거쳐 밀폐 2중관(30)으로 재공급된다.
상기 냉각수는 초기에는 기존 방식과 동일하게 물공급탱크에서 공급되는 물(water)을 상기 슬러지 처리장치(40)와 연결되는 것과는 별도의 냉각수 공급관을 통해 상기 밀폐 2중관(30)으로 공급하나, 일정시점부터는 상기 슬러지 처리장치(40)를 통해 분리회수되는 냉각수를 재이용할 수 있기 때문에 냉각수의 이용량을 최소화할 수 있다.
이와 같은 순환구조를 통해 초기 외부에서 냉각수를 상기 밀폐 2중관(30)으로 분사하여 공급한 후 일정 시점부터는 밀폐 2중관(30)으로부터 회수된 냉각수 함유 슬러지로부터 원심분리된 냉각수를 재이용할 수 있기 때문에 새롭게 냉각수를 주입하지 않더라도 지속적인 냉각처리가 가능하다. 이를 통해 수자원을 절약 효과를 갖는다.
상기 종방향 슬러지 처리장치(40)에서 원심분리 원리에 의해 냉각수와 분리되는 슬러지는 측면벽(411, 421)에 달라붙게 되며, 이와 같이 측면벽에 달라붙은 슬러지는 슬러지공급관(43)의 나선형 스크래퍼(432)에 의해 걷어내면서 상기 측면벽을 따라 상승시켜 외통(41)의 상단을 넘겨 상기 외통(41)의 외측방향으로 배출되고, 이와 같이 배출된 슬러지는 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 슬러지배출구(46)에 설치되어 있는 슬러지 배출가이드판(461)에 의해 상기 슬러지배출구(46) 방향으로 흐름이 유도되어 외부로 배출되도록 한다.
상기 종방향 슬러지 처리장치(40)를 구성하는 외통(41) 및 내통(42)은 제어수단을 통해 정방향 회전, 역방향 회전 또는 정지시켜 고정된 상태 중 필요한 동작상태를 선택할 수 있다.
도 15에는 횡방향 슬러지 처리장치(40')에 대해 도시하고 있다.
상기 횡방향 슬러지 처리장치(40')는 원통형의 회전축(411')이 횡방향으로 설치되고, 상기 회전축(411')의 중심부에는 냉각수를 포함한 슬러지가 공급되는 관(412')이 설치되며, 상기 회전축(411')의 외면 둘레를 따라서는 나선형 날개(413')가 일체로 형성되는 회전체(41')와,
상기 회전체(41')를 내부에 탑재하는 것으로서, 일측에 상기 회전체(41')의 회전구동에 의한 고액분리되어 분리된 냉각수를 배출하는 냉각수 배출구(421')와, 탈수된 슬러지를 배출하는 슬러지 배출구(422')를 포함하는 케이싱(42')을 포함하는 것으로서,
상기 관(412')은 상기 회전체(41')의 일측으로부터 타측방향으로 일자형으로 형성되되, 끝단이 양방향으로 분할되어 상기 회전체 외부와 관통되도록 형성되어, 밀폐 2중관(30)으로부터 공급되는, 냉각수를 포함하는 슬러지가 상기 관(412')을 통해 유입되면 상기 회전체(41') 외부로 배출된 후 원심력에 의해 상기 케이싱(42') 내벽을 따라 적층되며, 이와 같이 적층된 슬러지는 상기 나선형 날개(413')의 회전에 의해 상기 슬러지 배출구(422') 방향으로 밀어 상기 슬러지 배출구(422')를 통해 외부로 배출되고, 냉각수는 상기 냉각수 배출구(421')를 통해 배출되어 밀폐 2중관(30)에 공급되는 냉각수로 재이용된다.
상기 횡방향 슬러지 처리장치(40')은 수평방향으로 회전축(411') 내부의 유입되는 관(412')을 통해 냉각수 함유 슬러지가 유입되면 상기 관(412')의 끝단을 통해 회전축(411') 외부로 분출되고, 이때 고형물은 나선형 날개(413')의 회전방향을 따라 일방향으로 유도되어 슬러지 배출구(422')를 통해 외부로 배출되고, 분리된 냉각수는 냉각수 배출구(421')를 통해 배출된 후 상기 밀폐 2중관(30)으로 제공급된다.
이와 같이 상기 슬러지 처리장치(40, 40')는 콘크리트 구조물 절단과정에서 사용되는 냉각수를 회수하여 고형물을 분리한 후 재이용하도록 공급됨으로써, 냉각수를 효과적으로 재이용할 수 있으며, 이를 통해 수자원의 절약효과가 매우 뛰어나다.
본 발명에 따른 친환경 절단시스템은 밀폐 2중관을 사용하고, 각각의 관에 절단용 와이어를 탑재함으로써 절단용 와이어 간의 꼬임을 방지하면서도 하나의 절단용 와이어가 콘크리트 절단과정에서 파단되더라도 바로 여분의 절단용 와이어를 사용하여 바로 절단작업을 재개할 수 있기 때문에 종래의 공법 사용시 발생하던 절단용 와이어 교체를 위한 밀폐커버 해체 및 재설치 시간을 절약할 수 있어 순수 절단효율이 최대화되고 경제성이 높아지는 장점을 가지며,
원심분리형 슬러지 처리장치를 통해 냉각수가 포함되어 있는 함수율이 높은 슬러지를 고액분리하여 냉각수를 회수하여 절단용 와이어를 이용한 절단작업 중에 사용되는 냉각수로 재이용함에 따른 경제성 확보와 함께 슬러지의 효과적인 처리가 가능하여 산업상 이용 가능성이 크다.
1 : 친환경 절단시스템
10 : 절단용 와이어
20 : 구동장치
30 : 밀폐 2중관
31 : 방수접착제
40, 40' : 슬러지 처리장치
41 : 외통
42 : 내통
43 : 슬러지공급관
44 : 회전구동부
45 : 탱크
46 : 슬러지배출구
47 : 냉각수공급구
411, 421: 측면벽
412: 제1방지턱
423, 432: 나선형 스크래퍼
431: 원통관
441: 회전축
442: 모터
10 : 절단용 와이어
20 : 구동장치
30 : 밀폐 2중관
31 : 방수접착제
40, 40' : 슬러지 처리장치
41 : 외통
42 : 내통
43 : 슬러지공급관
44 : 회전구동부
45 : 탱크
46 : 슬러지배출구
47 : 냉각수공급구
411, 421: 측면벽
412: 제1방지턱
423, 432: 나선형 스크래퍼
431: 원통관
441: 회전축
442: 모터
Claims (7)
- 콘크리트 구조물을 절단하는 절단용 와이어(10)와, 상기 절단용 와이어(10)를 일방향으로 회전시키는 구동장치(20)와, 상기 절단용 와이어(10)에 의한 절단과정에서 발생하는 분진이 비산되는 것을 차단하기 위해 상기 절단용 와이어(10)를 포함하는 절단부위를 커버하는 밀폐 2중관(30)과, 상기 밀폐 2중관(30)을 통해 냉각수를 주입하여 절단과정에서 발생하는 분진과 함께 발생하는 슬러지를 처리하는 슬러지 처리장치(40)를 포함하는 것에 있어서,
상기 밀폐 2중관(30)은 밀폐형 내관과 밀폐형 외관의 2중관 구조를 이루어 각 관에 각각 절단용 와이어(10)가 탑재되어 절단부위에 맞춰 구조물에 설치되되,
상기 밀폐형 내관에 탑재되어 있던 제1 절단용 와이어가 회전시 원형 구조를 이루는 상기 밀폐형 내관의 일측을 깨면서 콘크리트구조물을 절단하고, 상기 제1 절단용 와이어가 작업중에 파단되었을 경우, 반구형 구조를 이루는 상기 밀폐형 외관에 탑재되어 있던 제2 절단용 와이어를 팽팽하게 당겨, 상기 밀폐형 내관의 일측을 깨면서 절단 작업이 진행되던 홈으로 안착되어 절단작업이 재개되도록 구성되고,
상기 밀폐 2중관(30)이 구조물에 맞닿는 양 측면을 따라 방수접착제(31)를 도포하여 밀폐 2중관(30)을 상기 구조물에 부착고정하도록 구성되며,
상기 슬러지 처리장치(40)는 절단과정에서 발생하는 슬러지를 상기 밀폐 2중관(30)으로부터 흡입하여 고액분리하는 동시에 슬러지는 별도 배출처리하고 회수된 냉각수는 다시 상기 절단과정에 사용되는 냉각수로 순환시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템.
- 청구항 1에 있어서,
밀폐 2중관(30)은 측단면이 반구형 구조를 이루는 밀폐형 외관(30a)과, 측단면이 원형 구조를 이루는 밀폐형 내관(30b)이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
밀폐 2중관(30)은 주름관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템.
- 청구항 1에 있어서,
방수접착제(31)는 실리콘계열의 접착제인 것을 특징으로 하는 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템.
- 청구항 1에 있어서,
슬러지 처리장치(40)는
상부는 개방되고 하부는 밀폐되어 상광하협의 원통구조를 이루고, 측면벽(411)은 메쉬망 구조를 이루며, 상부 외주면을 따라 외부로 반출되는 슬러지가 재유입되는 것을 방지를 위한 제1방지턱(412)이 일체로 형성되는 것으로서, 종방향을 이루는 회전축에 결합되어 회전하는 외통(41)과,
상부는 개방되고 하부는 밀폐되어 상광하협의 원통구조를 이루고, 측면벽(421)은 메쉬망 구조를 이루며, 상부 외주면을 따라 외부로 반출되는 슬러지가 재유입되는 것을 방지를 위한 제2방지턱(422)이 일체로 형성되고, 외주면을 따라 나선형 스크래퍼(423)가 일체로 형성되는 것으로서, 상기 외통(41) 내부에 설치되어 상기 회전축에 결합되어 회전하는 내통(42)과,
원통관(431)을 통해 밀폐 2중관(30)으로부터 이송되는 슬러지를 상기 내통(42)으로 공급하는 것으로서, 외주면을 따라 나선형 스크래퍼(432)가 형성되는 슬러지공급관(43)과,
상기 외통(41) 및 내통(42)과 결합을 이루는 회전축(441)과, 상기 회전축(441)을 회전시키는 모터(442)를 포함하는 회전구동부(44)와,
상기 외통(41), 내통(42), 슬러지공급관(43) 및 회전구동부(44)를 내부에 탑재하는 밀폐구조의 탱크(45)와,
상기 탱크(45)의 상부 일측에 관통 형성되어 상기 외통과 내통이 회전하는 동안 원심력에 의해 측면벽에 적층되는 슬러지를 상기 나선형 스크래퍼를 이용하여 상부방향으로 회수하여 외부로 반출하는 슬러지배출구(46)와,
상기 탱크(45)의 하부 일측에 관통 형성되어 슬러지와 분리되어 회수된 냉각수를 냉각수 공급관을 통해 밀폐 2중관으로 공급하는 냉각수공급구(47)를 포함하는 것으로서,
상기 슬러지공급관(43)을 통해 공급되는 슬러지에 포함되는 냉각수는 외통(41)과 내통(42)이 회전하는 동안 원심력에 의해 분리되어 메쉬망 구조의 측면벽(411, 421)을 통과하여 탱크 하부에 집수되어 밀폐 2중관(30)에 공급되는 냉각수로 재이용되는 것을 특징으로 하는 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템.
- 청구항 5에 있어서,
슬러지배출구(46)는 슬러지 배출가이드판(461)이 일측면에 설치되는 것을 특징으로 하는 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템.
- 청구항 1에 있어서,
슬러지 처리장치(40')는 원통형의 회전축(411')이 횡방향으로 설치되고, 상기 회전축(411')의 중심부에는 냉각수를 포함한 슬러지가 공급되는 관(412')이 설치되며, 상기 회전축(411')의 외면 둘레를 따라서는 나선형 날개(413')가 일체로 형성되는 회전체(41')와,
상기 회전체(41')를 내부에 탑재하는 것으로서, 일측에 상기 회전체(41')의 회전구동에 의한 고액분리하는 동시에 분리된 냉각수를 배출하는 냉각수 배출구(421')와, 탈수된 슬러지를 배출하는 슬러지 배출구(422')를 포함하는 케이싱(42')을 포함하는 것으로서,
상기 관(412')은 상기 회전체(41')의 일측으로부터 타측방향으로 일자형으로 형성되되, 끝단이 양방향으로 분할되어 상기 회전체 외부와 관통되도록 형성되어, 밀폐 2중관(30)으로부터 공급되는, 냉각수를 포함하는 슬러지가 상기 관(412')을 통해 유입되면 상기 회전체(41') 외부로 배출된 후 원심력에 의해 상기 케이싱(42') 내벽을 따라 적층되며, 이와 같이 적층된 슬러지는 상기 나선형 날개(413')의 회전에 의해 상기 슬러지 배출구(422') 방향으로 밀어 상기 슬러지 배출구(422')를 통해 외부로 배출되고, 냉각수는 상기 냉각수 배출구(421')를 통해 배출되어 밀폐 2중관(30)에 공급되는 냉각수로 재이용되는 것을 특징으로 하는 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020200093217A KR102178300B1 (ko) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템 |
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| KR1020200093217A KR102178300B1 (ko) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템 |
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| KR1020200093217A KR102178300B1 (ko) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | 밀폐 2중관과 슬러지 처리장치를 포함하는 친환경 절단시스템 |
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| KR (1) | KR102178300B1 (ko) |
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|---|---|---|---|---|
| KR102535731B1 (ko) * | 2023-01-06 | 2023-05-26 | 한국스틸 주식회사 | 수중구조물용 와이어쏘 절단장치 및 이를 이용한 시공방법 |
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| KR102178300B9 (ko) | 2022-04-11 |
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