KR102324111B1 - 풍력 와류를 이용한 건설폐기물 순환골재의 이물질 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설폐기물의 순환골재를 풍력으로 선별하는 장치에 있어서: 상류단에 투입용 슈트(13)를 갖춘 선별통(15)을 회전 가능하게 지지하는 본체(10); 상기 선별통(15)의 내면에 순환골재를 흩뜨리는 다수의 버켓(22)을 구비하는 산포부재(20); 및 상기 선별통(15)의 상류단에서 송풍기(31)와 에어노즐(33)로 풍력을 부가하는 풍력부재(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 설치면적이 작은 단일의 본체를 기반으로 산포작용과 풍력을 복합적으로 부가하여 건설폐기물에 섞여 있는 저비중 이물질을 제거하므로 건설계기물의 재활용성 증대에 크게 기여하는 효과가 있다.

Description

풍력 와류를 이용한 건설폐기물 순환골재의 이물질 분리장치{Foreign matter separation apparatus for recycled aggregate of construction waste using blow vortex}

본 발명은 건설폐기물의 이물질 분리에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 건설폐기물에 섞여 있는 저비중 이물질을 제거하는 풍력 와류를 이용한 건설폐기물 순환골재의 이물질 분리장치에 관한 것이다.

매년 증가되는 건설폐기물은 극히 일부가 도로공사의 노반 조성재나 충진 조성재로 재활용되는 정도이고, 대부분은 그대로 땅속에 매립되어 처분되거나 무단으로 투기되어 심각한 토양 오염을 유발한다. 근래 들어 골재의 부족이 심화되면서 건설폐기물을 기반으로 하는 순환골재에 대한 관심이 높아지고 있지만, 건설폐기물 내에 혼입되어 있는 각종 이물질을 효율적으로 제거하는 기술의 뒷받침 없이는 실효성을 높이기 곤란한 실정이다.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2012-0084825호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1546356호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 1차 파쇄공정을 거친 폐콘크리트에서 수직의 고속회전되는 갈고리를 이용하여 1차로 무기이물질과 유기이물질을 분리하고, 2차와 3차로 고압송풍하여 이물질을 분리하고, 분리된 이물질을 경사진 동스크린 및 백필터장치로 다시 재분리하여 이물질을 제거한다. 이에, 폐콘크리트에서 순환골재를 생산하는 수율을 대폭 높이는 효과를 기대한다.

그러나, 다수의 공정이 벨트컨베이어로 연결되므로 설치면적이 크게 소요되고 이동성이 낮아 높은 활용성을 기대하기 어렵다.

선행문헌 2에 의하면 제 1 하우징부는 제 1 투입구를 통해 투입된 폐기물을 회전력에 의해 타격 및 파쇄하는 제 1 파쇄부를 포함하고, 제 2 하우징부는 전달된 폐기물을 회전력에 의해 파쇄 및 이송하고, 풍력을 발생시켜 수분을 건조시키는 타격선별부를 포함한다. 이에, 폐기물의 분리효과를 높일 수 있어, 자원의 재활용도가 향상되는 효과를 기대한다.

그러나, 풍력이 폐기물을 이동시키거나 폐기물의 수분을 건조하는 역할을 수행하므로 이물질 선별력을 높이기에 한계성을 드러낸다.

한국 공개특허공보 제2012-0084825호 "건축폐기물 순환골재 생산용 고압풍력식 이물질 분리장치 시스템" (공개일자 : 2012.07.31.) 한국 등록특허공보 제1546356호 "타격 풍력식 폐기물 선별 장치" (공개일자 : 2015.08.24.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 설치면적이 작은 단일 유니트를 기반으로 산포작용과 풍력을 복합적으로 부가하여 건설폐기물에 섞여 있는 저비중 이물질을 제거하는 풍력 와류를 이용한 건설폐기물 순환골재의 이물질 분리장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건설폐기물의 순환골재를 풍력으로 선별하는 장치에 있어서: 상류단에 투입용 슈트를 갖춘 선별통을 회전 가능하게 지지하는 본체; 상기 선별통의 내면에 순환골재를 흩뜨리는 다수의 버켓를 구비하는 산포부재; 및 상기 선별통의 상류단에서 송풍기와 에어노즐로 풍력을 부가하는 풍력부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 선별통은 외면에 구동모터와 연결되는 스프라켓을 구비하고, 하류단에 인접하여 다수의 슬릿 형태의 배출구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 산포부재는 버켓 사이에 융기되는 스토퍼 및 버켓의 높이 변동을 유발하는 높이조절부 중의 적어도 어느 하나를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 풍력부재는 에어노즐의 내부에 풍향의 변동이 가능한 가이드베인을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 풍력부재는 에어노즐의 위치 변경을 유발하는 자세조절부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 본체는 선별통의 하류단에 비산먼지의 침강을 위한 수분무기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 변형예로서, 상기 본체는 선별통의 하류단에 직경이 축소되는 콘형덕트를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 설치면적이 작은 단일의 본체를 기반으로 산포작용과 풍력을 복합적으로 부가하여 건설폐기물에 섞여 있는 저비중 이물질을 제거하므로 건설계기물의 재활용성 증대에 크게 기여하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 정면에서 나타내는 구성도
도 2는 도 1의 측면에서 선별통의 내부를 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 장치를 평면에서 나타내는 구성도
도 4는 본 발명에 따른 장치의 풍력부재를 나타내는 모식도
도 5는 본 발명에 따른 장치의 변형예를 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 건설폐기물의 순환골재를 풍력으로 선별하는 장치에 관하여 제안한다. 비닐, 스티로폼 등의 저비중 이물질이 혼입된 건설폐기물에서 순환골재를 생성하는 장치를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명에 따르면 본체(10)가 상류단에 투입용 슈트(13)를 갖춘 선별통(15)을 회전 가능하게 지지하는 구조를 이루고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본체(10)를 구성하는 프레임(11), 슈트(13), 선별통(15) 등이 나타난다. 선별통(15)은 일단과 타단이 적어도 부분적으로 개방된 원통형 구조로서 프레임(11) 상에 회전 가능하게 지지된다. 선별통(15)의 안정적 회전을 위해 일단의 2개의 베어링과 타단의 2개의 베어링으로 최소한 4점 지지하는 것이 좋다. 슈트(13)는 건설폐기물 원료가 투입되는 선별통(15)의 상류단에 설치된다. 슈트(13)의 하류단은 선별통(15)의 내부로 충분하게 유도된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 선별통(15)은 외면에 구동모터(16)와 연결되는 스프라켓(15a)을 구비하고, 하류단에 인접하여 다수의 슬릿 형태의 배출구(15b)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1 및 도 2에서, 본체(10)의 선별통(15)을 구성하는 스프라켓(15a)과 배출구(15b)가 나타난다. 스프라켓(15a)은 선별통(15)의 대략 중앙에 돌출되고 구동모터(16)와 체인으로 연결된다. 물론 선별통(15)의 규격이 증대되는 경우 복수개의 스프라켓(15a)과 구동모터(16)를 사용할 수 있다. 배출구(15b)는 순환골재의 크기에 대응하는 규격으로 형성된다. 다수의 배출구(15b)가 선별통(15)에 환상으로 배치되므로 선별통(15)의 회전 과정에서 순환골재의 연속적 배출이 용이하다.

한편, 선별통(15)의 슈트(13)에는 투입컨베이어(41)를 연결하고 배출구(15b)에는 배출컨베이어(42)를 연결할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 산포부재(20)가 상기 선별통(15)의 내면에 순환골재를 흩뜨리는 다수의 버켓(22)을 구비하는 구조를 이루고 있다.

도 2에서, 본체(10)의 선별통(15)에 구성되는 다수의 버켓(22)이 나타난다. 버켓(22)은 선별통(15)의 내면에서 동일한 규격과 간격으로 반경방향으로 돌출되도록 배치된다. 버켓(22)은 평판 형태로 도시하지만 약간 오목하거나 단부 걸림턱을 갖춘 구조도 적용 가능하다. 버켓(22)의 수량은 상류측 8개와 하류측 8개로 나타내지만 이에 한정되지 않는다. 버켓(22)의 배치 방향은 선별통(15)의 축방향으로 하거나 약간의 경사각을 형성할 수도 있다. 선별통(15)의 회전과 더불어 버켓(22)은 낙하되는 순환골재 원료를 상측으로 쳐올려 흩뜨리면서 하류측으로 이송시킨다. 그리고 후술하는 풍력부재(30)와 연계하여 선별통(15) 내부에서 와류를 형성하므로 이물질 선별력을 높인다.

부연하자면, 도 2처럼 버켓(22)이 하단에서 90° 정도까지 회전할 때 원료가 다소 뭉쳐있지만 90°를 넘어 대략 230°에 이르면 원료가 선별통(15)의 중앙으로 낙하되어 산포되면서 이물질이 풍력으로 선별되기 쉬운 상태로 된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 산포부재(20)는 버켓(22) 사이에 융기되는 스토퍼 및 버켓(22)의 높이 변동을 유발하는 높이조절부(24) 중의 적어도 어느 하나를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상류측 버켓(22)과 하류측 버켓(22)의 사이에 상류스토퍼(26)가 설치된다. 상류스토퍼(26)는 버켓(22)보다 높게 돌출되면서 선별통(15)의 내부 유로 단면적을 축소시킨다. 유로 축소에 의하여 기류의 속도가 증대되므로 순환골재에서 이물질의 선별력을 높인다. 하류스토퍼(28)는 선별통(15)의 하류단 또는 배출구(15b)에 인접한 위치에 설치되어 순환골재 원료가 이물질과 함께 선별통(15)의 하류단으로 배출되지 않도록 한다.

도 2에서 각각의 버켓(22)이 높이조절부(24)를 개재하여 선별통(15)에 장착된 상태를 나타낸다. 높이조절부(24)는 버켓(22)의 상류단 및 하류단 중의 적어도 하나의 높이를 변동하는 구조로 구성한다.

또한, 본 발명에 따르면 풍력부재(30)가 상기 선별통(15)의 상류단에서 송풍기(31)와 에어노즐(33)로 풍력을 부가하는 구조를 이루고 있다.

도 1 및 도 3에서, 풍력부재(30)를 구성하는 송풍기(31)과 에어노즐(33)이 나타난다. 송풍기(31)는 이물질 분리를 위한 기류를 형성하는 것으로서 풍량 제어를 위한 인버터를 갖추도록 구성한다. 에어노즐(33)은 선별통(15)의 상류단에서 슈트(13)의 하측으로 유도되도록 설치된다. 에어노즐(33)은 선별통(15)의 직경의 대략 1/2을 초과하는 폭의 덕트형으로 형성한다.

이에 따라, 선별통(15) 내부에 송풍기(31)의 바람에 의한 양압이 걸리고 여기에 버켓(22)의 원심력에 의해 회오리 형태의 기류(와류)가 형성되므로 저비중 이물질을 선별통(15)의 중앙으로 이송시키며 분리하는 동시에 배출구(15b)를 거치지 않고 하류단으로 원활하게 배출되도록 한다. 순환골재 원료는 다수의 버켓(22)에 의해 선별통(15)의 내부를 5~10회 선회하면서 하류단으로 이동한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 풍력부재(30)는 에어노즐(33)의 내부에 풍향의 변동이 가능한 가이드베인(35)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 4를 참조하면, 에어노즐(33)의 내부에 4개의 가이드베인(35)이 설치된 상태를 나타낸다. 가이드베인(35)에 의하여 바람은 버켓(22)이 위치한 선별통(15)의 내벽과 중앙으로 분산된다. 선별통(15)의 내벽으로 분사된 기류는 버켓(22)에 의하여 와류를 형성한다. 가이드베인(35)의 적어도 일부는 국부적인 풍향 변동을 위해 위치이동이 가능한 구조로 설치하는 것이 좋다. 가이드베인(35)의 위치이동은 수동으로 수행할 수도 있지만 액추에이터를 연결하여 원격으로 제어하는 것이 좋다. 건설폐기물 원료의 파쇄된 입도, 수분, 투입량 등의 조건에 따라 선별통(15)의 회전속도, 송풍기(31)의 풍량, 가이드베인(35)의 풍향을 조절한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 풍력부재(30)는 에어노즐(33)의 위치 변경을 유발하는 자세조절부(37)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 4에서, 풍력부재(30)의 에어노즐(33)에 연계되는 자세조절부(37)가 나타난다. 송풍기(31)와 에어노즐(33)을 연결하는 덕트에는 주름구조의 유연관을 설치한다. 자세조절부(37)는 유연관의 일단과 타단을 링크와 액추에이터로 연결하여 구성이 가능하다. 가이드베인(35)의 국부적인 풍향 변동과 자세조절부(37)에 의한 전체적인 풍향 변동을 동시에 구현할 수 있다.

한편, 선별통(15)의 하류단에 인접하여 비닐, 스티로폼 등의 저비중 이물질을 포집하기 위한 포집통(18)이 설치된다.

본 발명의 변형예로서, 상기 본체(10)는 선별통(15)의 하류단에 비산먼지의 침강을 위한 수분무기(43)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 5를 참조하면, 본체(10)의 선별통(15)의 하류단에 인접하여 수분무기(43)가 설치된 상태를 나타낸다. 수분무기(43)는 선별통(15)의 크기에 대응하는 환형으로 형성하고 다수의 노즐을 통하여 물을 분사한다. 선별통(15)에서 포집통(18)으로 보내지는 이물질에 섞인 비산먼지는 분무수에 의하여 가라앉힌다. 수분무기(43)의 분무방향은 선별통(15)의 기류가 선회되는 방향과 일치시키는 것이 좋다.

본 발명의 다른 변형예로서, 상기 본체(10)는 선별통(15)의 하류단에 직경이 축소되는 콘형덕트(45)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1에서, 절두된 원뿔모양의 콘형덕트(45)가 선별통(15)에 연결된 상태를 나타낸다. 콘형덕트(45)는 배출 단면적으로 줄여 에어의 속도압(동압)을 높여 이물질의 신속한 배출을 유도한다. 물론 수분무기(43)와 콘형덕트(45)를 동시에 적용하는 것도 가능하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 본체 11: 프레임 13: 슈트 15: 선별통
16: 구동모터 18: 포집통 20: 산포부재 22: 버켓
24: 높이조절부 26: 상류스토퍼 28: 하류스토퍼 30: 풍력부재
31: 송풍기 33: 에어노즐 35: 가이드베인 37: 자세조절부
41: 투입컨베이어 42: 배출컨베이어 43: 수분무기 45: 콘형덕트

Claims (7)

1. 건설폐기물의 순환골재를 풍력으로 선별하는 장치에 있어서:
   상류단에 투입용 슈트(13)를 갖춘 선별통(15)을 회전 가능하게 지지하는 본체(10);
   상기 선별통(15)의 내면에 순환골재를 흩뜨리는 다수의 버켓(22)을 구비하는 산포부재(20); 및
   상기 선별통(15)의 상류단에서 송풍기(31)와 에어노즐(33)로 풍력을 부가하는 풍력부재(30);를 포함하되,
   상기 선별통(15)은 외면에 구동모터(16)와 연결되는 스프라켓(15a)을 구비하고, 하류단에 인접하여 다수의 슬릿 형태의 배출구(15b)를 구비하며,
   상기 버켓(22)은 평판 형태이고 일정한 간격을 유지하면서 반경 방향으로 돌출되어 선별통(15) 내부에 와류를 형성하고,
   상기 산포부재(20)는 선별통(15)의 내면에 유로 축소에 의하여 기류의 속도가 증대하도록 상류스토퍼(26)와 하류스토퍼(28)를 구비하는 동시에 버켓(22)의 높이 변동을 유발하는 높이조절부(24)를 더 구비하며,
   상기 풍력부재(30)는 에어노즐(33)의 내부에 풍향의 변동이 가능한 가이드베인(35)을 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력 와류를 이용한 건설폐기물 순환골재의 이물질 분리장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 풍력부재(30)는 에어노즐(33)의 위치 변경을 유발하는 자세조절부(37)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력 와류를 이용한 건설폐기물 순환골재의 이물질 분리장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체(10)는 선별통(15)의 하류단에 비산먼지의 침강을 위한 수분무기(43)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력 와류를 이용한 건설폐기물 순환골재의 이물질 분리장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체(10)는 선별통(15)의 하류단에 직경이 축소되는 콘형덕트(45)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 풍력 와류를 이용한 건설폐기물 순환골재의 이물질 분리장치.

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