KR20050055362A

KR20050055362A - 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치 및 제거방법

Info

Publication number: KR20050055362A
Application number: KR1020030088565A
Authority: KR
Inventors: 정준교; 오승훈; 이교성
Original assignee: 현대건설주식회사
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2005-06-13

Abstract

본 발명은 토사 또는 매립된 토사를 다시 굴착하여 법률의 규정에 의해 허용되는 범위 이내로 이물질을 제거한 뒤 다시 매립할 수 있도록 하는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치 및 제거방법에 관한 것이다. 이를 위해, 내부에 소정높이로 물이 채워지고 선별토사가 투입되는 탱크(10); 일단이 상기 탱크(10)내에 수장되고, 타단이 탱크(10) 외부로 노출되도록 경사지게 설치된 스크류 이송장치(30); 하부가 상기 탱크(10)의 수면에 잠기도록 수면와 평행하게 설치되고, 회전 가능한 원통형브러쉬(42); 상기 탱크(10)에 접하고, 상기 브러쉬(42)의 회전에 의해 이송되는 부유 이물질이 수집되는 수집탱크(40); 및 상기 수면 영역에 설치되어 상기 브러쉬(42)를 향해 공기를 배출하도록 설치된 에어노즐(22);이 제공된다.

Description

비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치 및 제거방법{An alien matter of a reclaiming earth removing device using specific gravity difference and method thereof}

본 발명은 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치 및 제거방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 토사 또는 매립된 토사를 다시 굴착하여 법률의 규정에 의해 허용되는 범위 이내로 이물질을 제거한 뒤 다시 매립할 수 있도록 하는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치 및 제거방법에 관한 것이다.

일반적으로 불량 매립지 복원공사 또는 불법 매립지 복원공사에서는 매립된 토사를 다시 굴착하여 이물질을 제거한 뒤 다시 매립하는 방식으로 공사가 진행된다. 또한, 이와 같은 복원공사의 관계법규에 따르면, 재매립하고자 하는 토사중에 이물질의 함유율이 1% 미만이 되도록 규정하고 있다. 그런데 불량 매립지 또는 불법 매립지에서 굴착된 선별토사중에는 흙 뿐만 아니라 불연성 이물질, 가연성 이물질 등이 다량으로 함유되어 있기 때문에 이들을 효과적으로 제거하는 것이 관련 산업분야의 커다란 관심사로 대두되고 있다.

현재 사용되는 매립쓰레기의 선별장치로는 원형 트롬멜에 일정한 크기로 타공을 하여 낙차에 의한 충격으로 매립쓰레기중 불연성 쓰레기와 가연성 쓰레기를 분리하고 있으며, 이후 다른 보조장치를 이용하여 건식으로 분리하고 있는 실정이다. 그러나, 매립쓰레기 또는 선별토사의 특성상 선별된 토사중에는 타공된 크기보다 작은 이물질이 다량으로 함유되어 있어 법률에서 규정하는 이물질 1% 미만의 조건을 충족하지 못해 매립이 불가능한 사례가 자주 발생하였다.

이와 같이 현재 사용하고 있는 건식분리방법은 매립쓰레기 또는 선별토사의 수분함유량이 높을수록 효과가 떨어지고 특히, 침출수 또는 지하수와 인접하였을 때 분리효과를 거의 기대할 수 없는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 제 1 목적은 불량매립지 또는 불법 매립지의 복원공사에서 나오는 매립쓰레기나 선별토사내에 섞여진 이물질을 제거하여 법률의 규정을 만족시킬 수 있을 정도로 깨끗한 토사를 재매립할 수 있도록 하는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치 및 제거방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은, 매립쓰레기 또는 선별토사의 비중차를 이용하여 쉽고 빠르게 이물질을 제거할 수 있는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치 및 제거방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 내부에 소정높이로 물이 채워지고 선별토사가 투입되는 탱크(10);

일단이 상기 탱크(10)내에 수장되고, 타단이 탱크(10) 외부로 노출되도록 경사지게 설치된 스크류 이송장치(30);

하부가 탱크(10)의 수면에 잠기도록 수면와 평행하게 설치되고, 회전 가능한 원통형브러쉬(42);

탱크(10)에 접하고, 브러쉬(42)의 회전에 의해 이송되는 부유 이물질이 수집되는 수집탱크(40); 및

수면 영역에 설치되어 상기 브러쉬(42)를 향해 공기를 배출하도록 설치된 에어노즐(22);을 포함하는 것을 특징으로 하는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치에 의해 달성될 수 있다.

그리고, 탱크(10)의 수면를 측정하기 위한 수위센서(74);

탱크(10)로 물을 공급하기 위한 물공급펌프(72); 및

수위센서의 출력신호에 기초하여 상기 물공급펌프(72)의 동작 명령을 출력하는 제어부(76)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 일단이 상기 에어노즐(22)에서 분지되고, 타단이 탱크(10)의 하부까지 연장된 제 2 공압라인(26); 및

제 2 공압라인(26)의 끝단에 부착된 제 2 에어노즐(24);을 더 포함하는 것도 바람직하다.

뿐만 아니라, 탱크(10)는 직육면체 형상이고,

원통형 브러쉬(42)의 길이는 최대로 탱크(10)의 일변의 길이에 상당하는 것이 가장 바람직하다.

그리고, 수집탱크(40)의 내부에는 한쌍의 배출안내판(46)이 고정되고, 수집탱크(40)의 하부에는 배출구(44)가 형성되는 것이 가능하다.

또한, 배출구(44)의 하부에 위치하는 호퍼(52);

호퍼(52)의 하부에 설치되는 컨베이어 벨트(50);

호퍼(52)와 연결되어 상기 호퍼(52)내의 물을 수집하기 위한 물탱크(54); 및

물탱크(54)내의 물을 상기 탱크(10)로 재순환하기 위한 순환펌프(55)를 더 포함하는 것도 가능하다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 또 다른 카테고리로서,

소정높이로 물이 채워진 탱크(10)로 이물질이 포함된 선별토사를 투입하는 단계;

비중의 차이에 의해 가라앉은 선별토사를 스크류 이송장치(30)로 분리하면서 탱크(10)의 내부를 교반하는 단계;

비중의 차이에 의해 부유된 이물질에 대해 공기압을 가해 일방향으로 유도하는 단계; 및

수면영역에 설치된 원통형 브러쉬(42)를 회전시켜 이물질을 수집탱크(40)로 이동시키는 단계;

수위센서(74)에 의해 검출된 신호에 기초하여 탱크(10)내에 물이 부족하다고 판단될 때 물공급펌프(72)를 동작시켜 소정 수위로 물을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거방법이 가능하다.

이 때, 탱크(10)의 저면에 설치된 제 2 에어노즐(24)을 이용하여 탱크(10)의 내부로 공기압을 불어넣는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적들, 분명한 장점들 및 신규한 특징들은 이하의 상세한 설명 및 첨부된 도면들에 따른 바람직한 실시예들로 부터 더욱 분명해 질것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치의 구성에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치의 개략적인 정면 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제거장치의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 제거장치의 우측면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 제거장치의 좌측면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구성은 대략적으로 탱크(10), 스크류 이송장치(30), 수집탱크(40), 원통형 브러쉬(42), 에어노즐(22) 등으로 구성된다.

탱크(10)는 높이가 약 1.2m 정도인 직육면체 형상이고, 내부에 물이 채워질 수 있는 구성이다. 그리고, 수집탱크(40)는 탱크(10)의 일측에 밀접하게 부착되어 있는 형상이고, 탱크(10)와 접하는 변에서는 높이가 약 1m 정도가 되도록 하여 부요하는 이물질이 수집탱크(40)로 쉽게 넘어올 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 수집탱크(40)의 내부에는 낙하하는 이물질을 안내하기 위해 한쌍의 배출안내판(46)이 V-자 형태로 고정되어 있으며, 하단에는 이물질을 낙하시켜 배출시키기 위한 배출구(44)가 관통 형성되어 있다.

스크류 이송장치(30)는 축선방향으로 나선형 스크류가 회전 가능하게 설치되며, 일단은 탱크(10)의 내부에 경사지게 잠겨 있고, 타단은 탱크(10)의 외부로 노출되어 구동모터(32)와 연결되어 있다. 이러한 스크류 이송장치(30)의 회전은 탱크(10)의 하부에 침전된 토사를 끌어 올려 탱크(10) 밖으로 배출하는 기능을 한다.

탱크(10)의 수면영역에는 수위센서(74)가 부착되어 있다. 그리고, 수위센서(74)의 출력신호는 제어부(76)로 전송되며, 제어부(76)는 이러한 신호에 기초하여 물공급펌프(72)의 작동 여부를 결정하게 된다. 이러한 수위센서(74)는 실시간으로 수위의 정도를 측정하여 소정의 수위(예를 들어, 1m) 보다 낮을 때는 제어부(76)가 물공급펌프(72)를 동작시키도록 하여 외부로부터 적당량의 물이 공급되도록 한다.

호퍼(52)는 배출구(44)로부터 자유낙하는 이물질을 받아 수집하는 구성을 갖추며, 컨베이어 벨트(50)와 연결되어 배출되는 부유 이물질을 다른 장소로 옮기거나 야적하도록 한다. 이 때, 호퍼(52)의 일측에 물탱크(54)를 연결하여, 부유 이물질 내의 수분이 물탱크(54)내로 흘러 내려 모이도록 하고, 모여진 물을 순환펌프(55)에 의해 다시 탱크(10)로 재순환하도록 한다. 첨부된 도면에서 순환펌프(55)와 탱크(10) 사이의 연결은 생략되었으나, 당업자에 의해 본 명세서의 설명으로부터 용이하게 실현할 수 있다.

공압라인(20)은 소정 압력의 공압을 제공하기 위한 것이고, 끝단에는 에어노즐(22)이 부착되어 있다. 그리고, 공압라인(20)으로부터 분지된 제 2 공압라인(26)은 탱크(10)내의 하부영역까지 연장되고, 그 끝단에는 제 2 에어노즐(24)이 부착되어 있다.

에어노즐(22)은 탱크(10)의 폭 방향을 따라 고정된 원통의 각 외면에 부착되어 있고, 분사방향은 수면으로 떠오른 부유 이물질이 바람에 떠밀려 브러쉬(42)쪽으로 밀려 갈 수 있도록, 브러쉬(42)를 향하도록 배치된다.

그리고, 제 2 에어노즐(24)은 탱크(10)의 하부에 공기를 주입함으로서, 침전된 토사 사이에 미쳐 떠오르지 못한 이물질들이 활성화되어 쉽게 떠오르도록 탱크(10)의 내부를 교반하는 역할을 한다.

원통형 브러쉬(42)는 원통 형상이며, 탱크(10)내의 수위가 약 1m가 되었을 때, 브러쉬(42)의 하부가 물에 잠길 수 있는 높이에 회전 가능하게 설치된다. 그리고, 브러쉬(42)의 표면에는 합성수지재 등으로 제작한 털(43)이 다수 배치되어 부유된 이물질을 쉽게 이송하도록 구성된다. 이러한 브러쉬(42)는 미도시된 별도의 모터에 의해 도 1을 기준으로 시계방향으로 회전 가능하다. 따라서, 비중차이로 떠오른 이물질이 에어노즐(22)에 의해 브러쉬(42)쪽으로 밀려간 뒤, 브러쉬(42)의 회전운동에 의해 수집탱크(40)로 떨어지게 되는 것이다.

또한, 스크류 이송장치(30)에 의해 탱크(10) 밖으로 이송된 토사는 자유낙하하게 되고, 필요한 경우 야적을 하거나 제 2 호퍼(62)와 제 2 컨베이어 벨트(60)를 이용하여 특정 장소로 운반할 수 있다.

이하에는 본 발명에 의한 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치에 의한 실시예의 결과를 설명하기로 한다.

실험방법은 탱크(10)의 내부로 3가지 종류(A, B, C)의 선별토사를 연속적으로 투입하면서 분리되어 배출되는 토사와 이물질의 양을 각각 측정하였다. 이하의 [표 1]은 각 종류별 토사내의 이물질 무게와 함량의 도표이다.

선별토사의 종류	선별토사의 총무게(g)	이물질의 무게(g)	이물질의 함량율(%)
A	3,000	135	4.5
B	3,000	129	4.3
C	3,000	81	2.7

다음의 [표 2]는 [표 1]에 의한 각 이물질내에서 비중이 1 이상인 것(물에 가라앉는 것)과 비중이 1 미만인 것(물에 뜨는 것)의 조성을 나타내는 것이다.

선별토사의 종류	이물질의 무게(g)	비중 1 이상인이물질의 무게(g)	비중 1 미만인이물질의 무게(g)
A	135	25.5	109.5
B	129	17.4	111.6
C	81	23.7	57.3

다음의 [표 3]은 [표 1] 및 [표 2]의 구성을 갖는 선별토사가 본 발명에 의한 장치에 연속적으로 투입되었을 때 비중 1 이상인 이물질의 무게와 그 함량율을 나타낸다.

선별토사의 종류	선별토사의 총무게(g)	비중 1 이상인이물질의 무게(g)	이물질의 함량율(%)
A	3,000	25.5	0.85
B	3,000	17.4	0.58
C	3,000	23.7	0.79

상기 [표 3]에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 장치를 통과하였을 경우 토사내에는 이물질의 함유율이 모두 1 % 미만이 됨을 알 수 있었다. 즉, 이는 법률에서 정하고 있는 기준(1% 미만)에 적합하므로 적법하게 매립이 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치 및 제거방법에 의하면, 불량매립지 또는 불법 매립지의 복원공사에서 나오는 매립쓰레기나 선별토사내에 섞여진 이물질을 제거하여 법률의 규정을 만족시킬 수 있을 정도로 깨끗한 토사를 재매립할 수 있다. 따라서, 환경 오염문제를 효과적으로 해결할 수 있게 된다.

또한, 매립쓰레기 또는 선별토사의 비중차를 이용하여 쉽고 빠르게 이물질을 제거할 수 있다. 따라서, 매립지 복원공사가 저렴한 비용으로 널리 활용될 수 있는 특징이 있다.

본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시례와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이며, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

도 1은 본 발명에 따른 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치의 개략적인 정면 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 제거장치의 평면도,

도 3은 도 1에 도시된 제거장치의 우측면도,

도 4는 도 1에 도시된 제거장치의 좌측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

10 : 탱크, 20 : 공압 라인,

22 : 에어노즐, 24 : 제 2 에어노즐,

26 : 제 2 공압라인, 30 : 스크류 이송장치,

32 : 구동모터, 34 : 원통,

40 : 수집탱크, 42 : 원통형 브러쉬,

44 : 배출구, 50 : 컨베이어 벨트,

52 : 호퍼, 54 : 물탱크,

55 : 순환펌프, 60 : 제 2 컨베이어 벨트,

62 : 제 2 호퍼, 70 : 프레임,

72 : 물공급펌프, 74 : 수위센서,

76 : 제어부.

Claims

내부에 소정높이로 물이 채워지고 선별토사가 투입되는 탱크(10);

일단이 상기 탱크(10)내에 수장되고, 타단이 탱크(10) 외부로 노출되도록 경사지게 설치된 스크류 이송장치(30);

하부가 상기 탱크(10)의 수면에 잠기도록 수면와 평행하게 설치되고, 회전 가능한 원통형브러쉬(42);

상기 탱크(10)에 접하고, 상기 브러쉬(42)의 회전에 의해 이송되는 부유 이물질이 수집되는 수집탱크(40); 및

상기 수면 영역에 설치되어 상기 브러쉬(42)를 향해 공기를 배출하도록 설치된 에어노즐(22);을 포함하는 것을 특징으로 하는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치.
제 1 항에 있어서,

상기 탱크(10)의 수면를 측정하기 위한 수위센서(74);

상기 탱크(10)로 물을 공급하기 위한 물공급펌프(72); 및

상기 수위센서의 출력신호에 기초하여 상기 물공급펌프(72)의 동작 명령을 출력하는 제어부(76)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치.
제 1 항에 있어서,

일단이 상기 에어노즐(22)에서 분지되고, 타단이 상기 탱크(10)의 하부까지 연장된 제 2 공압라인(26); 및

상기 제 2 공압라인(26)의 끝단에 부착된 제 2 에어노즐(24);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치.
제 1 항에 있어서, 상기 탱크(10)는 직육면체 형상이고,

상기 원통형 브러쉬(42)의 길이는 최대로 상기 탱크(10)의 일변의 길이에 상당하는 것을 특징으로 하는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수집탱크(40)의 내부에는 한쌍의 배출안내판(46)이 고정되고, 상기 수집탱크(40)의 하부에는 배출구(44)가 형성되는 것을 특징으로 하는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치.
제 5 항에 있어서,

상기 배출구(44)의 하부에 위치하는 호퍼(52);

상기 호퍼(52)의 하부에 설치되는 컨베이어 벨트(50);

상기 호퍼(52)와 연결되어 상기 호퍼(52)내의 물을 수집하기 위한 물탱크(54); 및

상기 물탱크(54)내의 물을 상기 탱크(10)로 재순환하기 위한 순환펌프(55)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거장치.
소정높이로 물이 채워진 탱크(10)로 이물질이 포함된 선별토사를 투입하는 단계;

비중의 차이에 의해 가라앉은 선별토사를 스크류 이송장치(30)로 분리하면서 상기 탱크(10)의 내부를 교반하는 단계;

비중의 차이에 의해 부유된 이물질에 대해 공기압을 가해 일방향으로 유도하는 단계; 및

수면영역에 설치된 원통형 브러쉬(42)를 회전시켜 상기 이물질을 수집탱크(40)로 이동시키는 단계;

수위센서(74)에 의해 검출된 신호에 기초하여 탱크(10)내에 물이 부족하다고 판단될 때 물공급펌프(72)를 동작시켜 소정 수위로 물을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거방법.
제 7 항에 있어서, 상기 탱크(10)의 저면에 설치된 제 2 에어노즐(24)을 이용하여 탱크(10)의 내부로 공기압을 불어넣는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비중차를 이용한 선별토사의 이물질 제거방법.