KR20160029897A - 콘크리트 노면의 다이아몬드 그라인딩 폐기물 처리를 위한 슬러리 세정차 및 이를 이용한 슬러리 처리방법 - Google Patents

콘크리트 노면의 다이아몬드 그라인딩 폐기물 처리를 위한 슬러리 세정차 및 이를 이용한 슬러리 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고속도로 콘크리트 노면의 소성변형 제거 및 평탄성 확보를 위하여 시행중인 다이아몬드 그라인더 작업시에 대량의 건설폐기물이 발생되는데, 이러한 폐기물을 손쉽게 처리하기 위한 슬러리 세정차 및 이를 이용한 슬러리 처리방법에 관한 것이다. 이를 위하여 다이아몬드 그라인딩 장치에서 발생된 슬러리가 유입되고, 유입된 슬러리 중 침전되지 않은 특정 밀도 이하의 슬러리 일부가 분리되는 침전조; 침전조에서 침전되지 않고 분리된 슬러리가 유입되고, 유입된 슬러리가 수용되어 교반되는 교반탱크; 교반탱크에서 교반된 슬러리가 유입되고, 유입된 슬러리를 액체인 분리액과 고체인 슬러지로 원심분리하는 원심탈수기;를 포함하고, 다이아몬드 그라인딩 장치의 후면에 배치되어 슬러리가 이송되고, 다이아몬드 그라인딩 장치에 분리액을 냉각수로 제공하는 슬러리 세정차가 제공될 수 있다. 이에 따르면 슬러리 처리 작업이 기계화되므로, 인력투입 비용이 절감되는 효과가 있다.

Description

콘크리트 노면의 다이아몬드 그라인딩 폐기물 처리를 위한 슬러리 세정차 및 이를 이용한 슬러리 처리방법{VEHICLE FOR TREATING SLURRY YIELDED BY DIAMOND GRINDING OF CONCRETE PAVEMENT AND SLURRY TREATMENT METHOD USING THEREOF}
본 발명은 콘크리트 노면의 다이아몬드 그라인딩 폐기물 처리를 위한 슬러리 세정차 및 이를 이용한 슬러리 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속도로 콘크리트 노면의 소성변형 제거 및 평탄성 확보를 위하여 시행중인 다이아몬드 그라인더 작업시에 대량의 건설폐기물이 발생되는데, 이러한 폐기물을 손쉽게 처리하기 위한 슬러리 세정차 및 이를 이용한 슬러리 처리방법에 관한 것이다.
대한민국 대부분의 도로포장은 80년대 초까지 아스팔트 포장으로 시공되어 왔다. 하지만 아스팔트 포장 도로는 시간이 지날수록 건설 당시에는 볼 수 없었던 바퀴자국, 표면 밀림, 물결모양 균열, 거북등 균열 등의 변형과 균열이 발생하고 있었다. 이에 따라 상당한 비용이 추가되는 유지보수 작업을 수행하였지만 신설 당시의 공용성을 갖지 못하였다.
이러한 문제점에 대한 대책으로 콘크리트 포장이 부각되었고, 1984년 88올림픽 고속도로를 시작으로 중부고속도로 등과 같은 고속도로 및 일반 국도의 상당 부분이 콘크리트 포장으로 건설되고 있다. 그 결과 2003년 말 공용 중인 24개 노선 2778km 중 61%가 콘크리트 포장으로 구성되었다. 대한민국에서 향후 계획된 고속도로는 2020년까지 약 6,000km에 달하며, 콘크리트 포장의 비율은 더욱 증가할 것으로 예측된다.
콘크리트 포장은 중차량에 대한 하중지지 능력, 적은 유지관리비 등의 경제성 측면에서 장점을 가지고 있지만, 최근 공용 수명에 다다름에 따라 피로균열(fatigue crack), 스폴링(spalling), 단차(faulting) 등의 구조적 파손과 표면 박리(scaling) 등 기능적 파손이 발생되고 있다. 이는 안전성, 쾌적성 등 도로가 갖춰야할 주요 기능을 저하시켜 민원의 대상이 되고 있다.
이에 따라 현재 도로분야에서 콘크리트 포장의 손상에 따른 유지보수 문제가 부각되고 있다. 콘크리트 포장의 예방적 유지관리 공법 중 하나로 다이아몬드 그라인딩 공법(diamond grinding)이 있다.
다이아몬드 그라인딩 공법은 19년 이상 공용된 캘리포니아의 I-10 도로에서 단차를 제거할 목적으로 처음 적용되었다. 이후, 이 공법은 미국뿐만 아니라 유럽, 일본 등에서 콘크리트 포장의 유지보수공법 중 가장 널리 쓰이는 방법이 되었으며, 미국의 일부 주에서는 신설 포장에 대해서도 승차감 향상을 목적으로 적용되고 있다.
다이아몬드 그라인딩 공법은 콘크리트 포장의 단차에 대한 유지보수 공법으로서 주로 종단평탄성(roughness)을 향상시키기 위해 적용된다. 또한 컬링(curling), 와핑(warping) 등에 대한 포장의 국부적인 휨 문제를 해결함으로써 승차감을 향상시키며 포장의 본래의 기능을 회복하는 효과 외에 매크로 텍스쳐(macrotexture)로 표면을 형성하여 소음을 줄일 수 있고, 이용자의 안전성을 증대시킬 수 있다. 또한 타이어와의 상호작용에서 배수효과를 증진시키며 우천시 사고 가능성을 감소시키는 효과도 있다.
공법을 적용한 포장의 표면 거칠기, 마찰력, 표면의 공용수명은 절삭날의 간격에 영향을 받는다. FHWA(Federal Highway Administration)에서 제시하는 그라인딩 작업 후 형성되는 표면에 대한 시공 규격은 이하 표 1과 같다.
구분 각 조건의 길이(mm) 강한 골재(mm) 약한 골재(mm)
홈(Groove) 2.0 ~ 4.0 2.5 ~ 4.0 2.5 ~ 4.0
표면(Land Area) 1.5 ~ 3.5 2.0 2.5
높이 1.5 1.5 1.5
홈의 개수(1m 당) 164 ~ 194 174 ~ 194 167 ~ 177
국제 그라인딩 협회(IGGA)에서 제시하는 규격은 FHWA와 다소 차이가 있으며, 기본적인 홈의 깊이는 1.6mm, 홈의 폭은 2.3~3.3mm, 표면의 폭은 1.52~2.79mm로 규정하고 있다. 시공 장비들은 한 차로 안에서 작업이 가능하며, 두 차로가 겹치는 부분은 최대 50mm 정도이다.
대한민국 등록특허 10-0865359 대한민국 등록특허 10-0807401 대한민국 등록특허 10-0452051 일본 공개특허 특개2003-268714
그러나 고속도로 콘크리트 노면의 소성변형 제거 및 평탄성 확보를 위하여 상기의 다이아몬드 그라인더 작업시에는 대량의 폐기물이 발생된다. 이러한 폐기물의 처리를 위해 종래에는 필터 프레스 방식을 이용하고 있었다. 그러나 이러한 필터 프레스 방식은 슬러리 적치에 따른 공간확보와, 필터에 협착된 이물질 제거작업에 따른 주변 시설물 오염의 문제가 대두되고 있었다. 따라서 종래에는 콘크리트 노면의 포장을 절삭하는 날이 장착된 부분과 가열된 다이아몬드 톱날을 냉각시키기 위한 부분으로 구성된 다이아몬드 그라인딩 장치의 후면에 슬러리 수거 차량이 배치되며, 그 후면에 물공급 차량이 배치되어 전체가 한 조를 이루어 작업을 수행하였고, 슬러리 적치를 위한 별도의 차량이 요구되고 있었다.
또한 다이아몬드 그라인딩 작업시에는 시간당 약 5,000ℓ의 물이 냉각수로 소모되고 있으며, 슬러리 운반을 위한 차량과 용수공급을 위한 살수차 등 최소한 3대 이상의 추가장비가 필요하여 비용과 인력이 과다하게 필요한 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기 제시된 문제점을 개선하기 위하여 창안되었다.
본 발명의 목적은, 다이아몬드 그라인딩 작업시에 발생하는 슬러리 형태의 폐기물을 작업현장에서 침전과 원심탈수를 이용함으로써 고체 슬러지(Sludge, 탈수된 슬러리를 의미함)와 세정수로 분리하여 세정수의 재활용기 가능해지는 슬러리 세정차 및 이를 이용한 슬러리 처리방법을 제공하는데에 있다.
이하 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적 수단에 대하여 설명한다.
본 발명의 목적은, 다이아몬드 그라인딩 장치에서 발생된 슬러리가 유입되고, 유입된 상기 슬러리 중 침전되지 않은 특정 밀도 이하의 상기 슬러리 일부가 분리되는 침전조; 상기 침전조에서 침전되지 않고 분리된 상기 슬러리가 유입되고, 유입된 상기 슬러리가 수용되어 교반되는 교반탱크; 및 상기 교반탱크에서 교반된 상기 슬러리가 유입되고, 유입된 상기 슬러리를 액체인 분리액과 고체인 슬러지로 원심분리하는 원심탈수기;를 포함하고, 상기 다이아몬드 그라인딩 장치의 후면에 배치되어 상기 슬러리가 이송되고, 상기 다이아몬드 그라인딩 장치에 상기 분리액을 냉각수로 제공하는 슬러리 세정차를 제공하여 달성될 수 있다.
또한 상기 침전조는 3단 자연 침전조인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 원심탈수기에서 원심분리된 고체인 슬러지가 유입되어 후방으로 이송되는 스윙컨베이어;를 더 포함하고, 상기 스윙컨베이어는 좌우방향으로 회동되도록 구성되어 배출된 슬러지의 교배포집이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 스윙컨베이어를 통해 후방으로 이송된 상기 슬러지는 상기 스윙컨베이어의 후단에 배치되는 포대에 포집되고, 상기 스윙컨베이어의 후방에 구성되고, 상기 슬러지가 포집되는 상기 포대를 지지하는 판상의 리프트게이트;를 더 포함하며, 상기 리프트게이트는 상하이동이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 스윙컨베이어를 통해 후방으로 이송된 상기 슬러지는 상기 스윙컨베이어의 후단에 배치되는 포대에 포집되고, 상기 스윙컨베이어의 후방에 구성되고, 상기 슬러지가 포집되는 상기 포대를 지지하는 판상의 리프트게이트;를 더 포함하며, 상기 리프트게이트는 후방으로 경사지게 작동이 가능하여, 상기 슬러지가 만적된 포대가 굴러떨어지도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 목적은 슬러리 세정차를 이용하는 다이아몬드 그라인딩 작업의 슬러리 처리방법에 있어서, 상기 슬러리 세정차의 일구성인 침전조에서, 다이아몬드 그라인딩 장치에서 발생되는 슬러리를 침전분리하는 슬러리 침전분리단계; 상기 슬러리 세정차의 일구성인 교반탱크에서, 상기 침전조에서 침전분리된 상기 슬러리를 교반하는 슬러리 교반단계; 상기 슬러리 세정차의 일구성인 원심탈수기에서, 상기 교반탱크에서 교반된 상기 슬러리를 액상인 분리액과 고상인 슬러지로 원심분리하는 슬러리 원심탈수단계; 및 상기 원심탈수기에서 분리된 분리액을 여과하여 생성되는 세정수를 상기 다이아몬드 그라인딩 장치에 냉각수로 제공하는 분리액 여과 및 세정수 제공단계;를 포함하는 슬러리 처리방법을 제공하여 달성될 수 있다.
또한 상기 슬러리 원심탈수단계 이후에, 상기 슬러리 세정차의 일구성인 스윙컨베이어에서, 상기 원심탈수기에서 분리된 슬러지를 상기 슬러리 세정차의 후방으로 이송하는 슬러지 이송단계; 및 상기 슬러리 세정차의 후방으로 이송된 슬러지를 상기 슬러리 세정차의 일구성인 리프트게이트의 상면에 배치되는 포대에 포집하는 슬러지 포집단계;를 더 포함하고, 상기 슬러지 이송단계에서는 상기 스윙컨베이어를 좌우로 회동시키면서 교배포집을 수행할 수 있고, 상기 슬러지 포집단계에서는 상기 리프트게이트를 상하로 이동시키면서 슬러지 포집의 효율성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 슬러리 처리방법을 제공하여 달성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이하와 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명의 일실시예에 따르면 슬러리 처리 작업이 기계화되므로, 인력투입 비용이 절감되는 효과가 있다.
둘째, 본 발명의 일실시예에 따르면, 슬러리 처리 작업에 있어서 환경오염을 최소화함으로써 친환경작업이 구축되는 효과가 있다.
셋째, 본 발명의 일실시예에 따르면, 폐기물을 침전과 원심분리를 이용하여 고체 슬러지와 세정수로 분리하여 세정수의 재활용이 가능해지는 효과가 있다.
넷째, 본 발명의 일실시예에 따르면, 그라인딩 작업현장에서 고체 슬러지와 세정수를 분리하여 배출하는 one-stop 시스템을 구현하게 됨으로써, 슬러지 수거작업의 효율화를 이룰 수 있고, 작업 인원을 줄여 인건비를 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.
다섯째, 본 발명의 일실시예에 따르면, 고체 슬러지 처리에 따른 미세먼지 발생을 취소화하여 작업장 주변 시설물 오염을 미연에 방지할 수 있으므로, 친환경적 작업이 가능해지는 효과가 있다.
여섯째, 본 발명의 일실시예에 따르면 원심탈수기의 전단계에 침전조와 교반탱크가 구비되어, 원심탈수기의 과부하를 막고, 원심탈수기의 원심분리 효율이 향상되는 효과가 있다.
일곱째, 본 발명의 일실시예에 따르면 침전조와 교반탱크에 의해 원심탈수기의 과부하가 방지되고, 스윙컨베이어와 리프트게이트에 의해 슬러지 포집에 중지(pause)가 없으므로 상당한 시간 동안 상당한 거리를 연속적으로 다이아몬드 그라인딩 작업할 수 있는 효과가 발생된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차의 측면을 도시한 측면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차의 상면을 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차의 침전조를 도시한 모식도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차의 침전조의 상부면과 내부를 도시한 사진,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차의 교반탱크를 도시한 사진,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 원심탈수기의 단면을 도시한 모식도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차의 스윙컨베이어를 도시한 평면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차의 리프트게이트를 도시한 측면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차의 작업흐름을 도시한 블럭도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차의 용수 흐름도를 도시한 사진이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서 사용되는 용어와 관련하여, '슬러리'는 콘크리트가 절삭됨으로써 발생되는 분진과 냉각수가 혼합되어 발생되는 슬러리 형태의 폐기물로 정의된다. 또한 '슬러지'는 탈수된 형태의 슬러리로서 고체의 폐기물로 정의된다. '냉각수'는 다이아몬드 그라인딩 작업시에 사용되는 용수로 정의된다. '분리액'은 슬러리에서 슬러지가 분리된 상태의 액체로 정의된다. '세정수'는 슬러리에서 분리된 분리액이 여과부를 통과하여 여과된 상태로 정의된다.
슬러리 세정차
슬러리 세정차와 관련하여, 슬러리 세정차는 다이아몬드 그라인딩 머신과 함께 그라인딩 작업을 수행하게 되는 구성이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차의 측면을 도시한 측면도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차의 상면을 도시한 평면도이다. 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차(1)는 침전조(2), 교반탱크(3), 원심탈수기(4), 스윙컨베이어(5), 리프트게이트(6), 제어부(7), 발전기(8), 여과기(9), 세정수 탱크 등을 포함할 수 있다.
침전조와 관련하여, 도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 세정차의 침전조를 도시한 모식도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 세정차의 침전조의 상부면 및 내부를 도시한 사진이다. 도 3, 4에 도시된 바와 같이 침전조(2)는 교반탱크(3) 및 원심탈수기(4)의 이전 단계에 구비되어, 유입되는 슬러리 중 높은 비중의 입자(고비중입자)를 1차적으로 제거하는 구성을 의미한다. 바람직하게는 직사각형 3단 메쉬형 자연 침전조로 구비될 수 있다.
침전조의 가능한 다른 실시예로, 철제형 사각틀로 침전조를 구성하거나, 특수 제조한 톤백을 이용하여 1회용으로 사용하는 것도 가능하며, 3단 메쉬형 또는 2단 메쉬형 등의 복수단으로 구성된 형태가 모두 가능하다. 침전조가 특수 제조된 톤백으로 구성되는 경우에는 철제형 사각틀로 구성된 침전조와 달리 포화된 침전조를 그대로 폐기처분할 수 있으므로, 폐기물 처리의 용이성이 강조될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면 무한궤도의 체인에 플레이트 형태의 슬러지 스크래퍼를 구비하는 체인플라이트식, 침전조 상부에 왕복형 브릿지를 설치하고 브릿지에 스크래퍼를 장착하여 침전된 슬러지를 침전조의 일측으로 밀어내어 수집하는 미더식, 중앙구동현수형, 중앙구동지주형, 주변구동형 등의 침전조도 이용될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 침전조(2)는 교반탱크(3) 및 원심탈수기(4)에 유입되는 슬러리의 농도를 저감시키는 역할을 하게 된다. 본 발명의 일실시예에 따른 침전조(2)에 따르면 교반탱크(3)의 하단부에 쌓이는 슬러리 침전물(예를 들어, 모래성분)이 상당부분 저감되고, 슬러리 펌프 및 원심탈수기(4)에 걸리는 부하를 저감시키게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 침전조(2)는 작업 후에 카고 크레인 등으로 인양하여 침전물을 폐기물로 버리게 된다. 침전조의 최대 적재율을 설정하여 따라서 슬러리 중 고농도 입자의 밀도를 토대로 포화된 침전조의 중량을 계산할 수 있다. 이렇게 계산된 침전조의 중량과 침전조(2)를 인양하게 되는 카고 크레인의 인양능력을 비교하여, 침전조(2)를 복수개로 분할하여 설계할 수 있다.
교반탱크와 관련하여, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 세정차의 교반탱크를 도시한 사진이다. 도 5에 도시된 바와 같이 교반탱크(3)는 침전조(2)의 이후 단계 및 원심탈수기(4)의 이전 단계에 구비되어, 유입되는 슬러리의 농도변동을 최소화하고, 고농도 슬러리의 원활한 처리를 위해 교반하는 구성을 의미한다. 원심탈수기(4)에 유입되는 슬러리의 농도의 변동이 잦다면, 원심탈수기(4)가 과부하 걸리거나 고장이 발생될 수 있다. 교반탱크(3)에서는 슬러리의 농도를 균일하게 하여 원심탈수기(4)에서의 슬러리 처리 효율을 최대화하게 된다. 본 발명의 일실시예에 따른 교반탱크(3)는 슬러리가 수용되는 원통형의 탱크에 팬 형태의 교반장치(30)를 구비하고, 상기 교반장치(30)가 샤프트를 중심으로 회전하는 방식으로 슬러리를 교반하게 된다.
원심탈수기와 관련하여, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 원심탈수기의 단면을 도시한 모식도이다. 도 6에 도시된 바와 같이 원심탈수기(4)는 침전조(2)와 교반탱크(3)의 이후 단계에 구비되어, 유입되는 슬러리를 고체인 슬러지와 분리액으로 분리하게 되는 원심분리를 위한 구성을 의미한다. 본 발명의 일실시예에서 원심탈수기(4)는 회전통(132)과 이송스크류(134)로 구성될 수 있다. 회전통(132)은 4000~5000rpm의 속도로 고속회전하고, 이송스크류(134)는 회전통 내부에서 회전통(132)보다 낮은 속도로 회전하게 된다. 슬러리는 이송스크류(134)에 투입되며, 투입된 슬러리는 이송스크류(134)의 슬러리 배출공(135)에서 토출되어 회전통(132) 내부로 유입되게 된다. 회전통(132)에 유입된 슬러리는 이송스크류(134)에 의해 회전통(132)의 원추형 경사부(132a)로 이동하게 된다. 이때, 슬러리는 고속 회전하는 회전통(132)의 원심력에 의해, 비중이 높은 고형의 슬러지가 빠르게 침강하게 된다. 슬러지는 원추형 경사부(132a)에서 탈수되어 슬러지 배출공(135)을 통하여 배출된다. 그리고, 분리된 분리액은 이송스크류(134)의 나선형 수로를 통해 회전통(132)의 후방측 단부에 형성된 분리액 배출공(133b)으로 배출된다. 배출된 슬러지와 분리액은 각각 케이싱(137) 내부에 형성된 칸막이(138a, 138b)에 의해 안내되고, 도시된 화살표 방향으로 낙하하여, 분리액은 여과기(9) 또는 교반탱크(3)로 이동하게 되고, 슬러지는 스윙컨베이어(5)로 이동하게 된다.
본 발명의 일목적은 상기 원심탈수기의 과부하를 막고, 원심탈수기의 원심분리 효율을 향상시키는데에 있다. 이러한 일목적을 달성하기 위해 원심탈수기의 전단계에 침전조와 교반탱크가 구비된다.
스윙컨베이어와 관련하여, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 세정차의 스윙컨베이어를 도시한 평면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이 스윙컨베이어(5)는 원심탈수기(4)에서 배출되는 슬러지의 교배포집을 위한 구성이다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 스윙컨베이어(5)를 2단으로 연속되게 구성하여 슬러지를 운반하는 방향을 슬러리 세정차(1)의 좌우방향으로 조정할 수 있도록 회동구성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 리프트게이트(6)에는 좌우로 2개의 포대가 배치될 수 있고, 작업자는 스윙컨베이어(5)의 단부에 슬러지 포집을 위한 포대를 위치시키거나, 좌우 포대 중 하나를 선택하여 선택된 포대의 방향으로 스윙컨베이어(5)를 회동시켜서, 슬러지를 포대에 포집하여 배출할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스윙컨베이어(5)를 이용하면, 한쪽의 포대가 포집된 슬러지로 포화되더라도 다른 포대에 즉시 슬러지를 포집할 수 있기 때문에, 작업중단없이 슬러지를 배출할 수 있는 효과가 발생된다. 기존에는 이러한 구성이 없었기 때문에, 슬러지로 포화된 포대를 비어있는 새로운 포대로 교체하는 동안 작업을 중단할 수 밖에 없는 심각한 문제가 있었다.
리프트게이트와 관련하여, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 세정차의 리프트게이트를 도시한 측면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 리프트게이트(6)는 스윙컨베이어(5)의 단부측에 설치되는 판상의 부재이다. 본 발명의 일실시예에 따른 리프트게이트(6)는 작업자들의 슬러지 포집의 효율을 향상시키기 위하여 상하로 왕복운동이 가능하며, 후방으로 경사지도록 슬러리 세정차 측 일단을 축으로 회동가능하게 구성될 수 있다.
리프트게이트(6)에 의하여 작업자들은 슬러지의 포집이 상당히 용이해질 수 있다. 슬러지는 스윙컨베이어(5)에 의해 스윙컨베이어(5)의 단부측으로 이송되고, 작업자는 스윙컨베이어(5)의 단부측에 포대를 위치시켜 슬러지를 포대안에 포집하게 되는데, 포대를 리프트게이트(6)의 상면에 안착시키고 포대에 수용되는 슬러지의 양에 따라 리프트게이트(6)의 높이를 조절하여 슬러지의 포집을 효율적으로 진행하는 것이다.
또한 기존에는 포대에 만적된 슬러지의 배출을 위해서, 차량 내 크레인과 같은 별도의 시스템이 요구되었다. 그러나 이러한 별도의 시스템은 차량 적재함의 공간부족을 야기하고, 크레인 조작을 위한 작업중지가 요구되며, 크레인 조작을 위한 인원 확충이 요구되었다.
그러나 본 발명의 일실시예에 따른 리프트게이트(6)에 의하면, 리프트게이트(6)의 높이를 조절하고 리프트게이트(6)를 후방으로 경사지게 작동하여, 슬러지가 만적된 포대가 자연스럽게 굴러떨어지게 되므로, 차량 내 크레인이 요구되지 않는 효과가 발생된다.
제어부(7)는 교반탱크(3)의 교반장치(30)의 회전속도를 제어하고, 원심탈수기(4)의 회전속도를 제어하며, 슬러리 이송펌프나 세정수 이송펌프의 펌핑속도를 제어하고, 스윙컨베이어(5)의 방향을 제어하며, 리프트게이트(6)의 높이 및 경사를 제어하도록 구성될 수 있다.
발전기(8)는 슬러리 세정차(1)의 각 구성에 전력을 제공하는 구성이다. 본 발명의 일실시예에 따르면 발전기(8)는 약 60kW의 전력을 생산하도록 구성될 수 있으며, 침전조(2)의 전면에 구비될 수 있다.
여과기(9)는 원심탈수기(4)에서 배출되는 분리액을 포집, 여과하여 세정수를 제공하는 구성이다. 여과기(9)에서 여과되어 제공되는 세정수는 세정수 탱크로 수용되거나, 다이아몬드 그라인딩 장치에 직접 공급되거나, 교반탱크로 재차 유입될 수 있다.
세정수 탱크는 원심탈수기(4)에서 분리배출된 분리액이 여과기(9)에서 여과된 상태의 세정수가 수용되는 구성이다. 세정수 탱크에 수용된 세정수는 다이아몬드 그라인딩 장치에 곧바로 공급되거나 교반탱크로 재차 유입될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차(1)는 이러한 구성이 유기적으로 연결되어 그라인딩 작업현장에서 고체 슬러지와 세정수를 분리하여 배출하는 one-stop 시스템을 구현하게 됨으로써, 슬러지 수거작업의 효율화를 이룰 수 있고, 작업 인원을 줄여 인건비를 대폭 절감할 수 있는 효과가 발생된다. 또한 침전조와 교반탱크에 의해 원심탈수기의 과부하가 방지되고, 스윙컨베이어와 리프트게이트에 의해 슬러지 포집에 중지(pause)가 없으므로 상당한 시간 동안 상당한 거리를 연속적으로 다이아몬드 그라인딩 작업할 수 있는 효과가 발생된다.
침전조에 의해 발생되는 효과
이하에서는 상기 침전조(2)와 나머지 구성요소들 간의 유기적인 연결에 의해 어떠한 효과가 발생되는지에 관한 자체 시험결과를 기술한다.
비교예
본 발명의 비교예에서는 침전조(2)를 제외하고, 교반탱크(3), 원심탈수기(4)만을 포함하는 슬러리 세정차로 성능시험을 하였다.
회차
(각각 20min
작업)		 가수여부 원심탈수기
메인모터(Hz)		 슬러리 펌프 용량(m3/h) 절삭거리
(m)		 원심탈수기 작동
살수차 분리액 결과 원인
비교예 1 O O 50 7~8 16.5 작동중지 모터
과부하
비교예 2 X O 50 7~8 24.0 작동중지 모터
과부하
비교예 3 O O 35 5~6 41.0 작동중지 모터
과부하
비교예 4 X O 35 4 13.2 작동중지 모터
과부하
상기 표 2에서, 비교예 1, 2는 원심탈수기의 메인모터의 회전수를 50Hz로 하였고, 비교예 3, 4는 원심탈수기의 메인모터의 회전수를 35Hz로 하였다. 또한 비교예 1, 3는 살수차에서 비혼탁액을 교반탱크(3)에 가수한 예이고, 비교예 2, 4는 살수차에서 비혼탁액을 교반탱크(3)에 가수하지 않은 예이다.
먼저, 비교예 1, 2, 3, 4는 모두 절삭거리 100m를 가지 못하고 원심탈수기의 모터의 과부하를 원인으로 작동이 중지된 것을 확인할 수 있었다. 즉 폐콘크리트의 점성이 상당히 강하여 원심탈수기(4)의 볼과 스크류에 점착되고, 스크류 모터에 과부하를 발생시키는 것이다. 또한 비교예의 경우 원심탈수기(4)에서 분리되어 나오는 분리액이 모두 청정한 상태가 아니였으며, 약간의 불순물이 혼합된 상태로 확인되었다. 모두 원심탈수기(4)의 과부하에 따라 발생되는 문제점들이다.
또한 비교예 1, 2, 3, 4에서는 교반탱크(3)의 하단부에 슬러리 침전물이 상당히 많이 쌓이게 된 상태였고, 이를 분리하지 못한다면 슬러리 펌프 및 원심탈수기에 상당한 악영향을 줄 것으로 예상된다.
또한 비교예 1, 2, 3, 4에서는 배출되는 슬러지의 배출량이 예상보다 적은 수준이었다. 이는 원심탈수기의 과부하에 의해 원심탈수기(4)의 슬러지 분리 효율이 상당히 떨어진다는 것을 의미한다.
실시예
본 발명의 실시예에서는 교반탱크(3), 원심탈수기(4)를 포함하고, 침전조(2)를 더 포함하는 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차(1)로 성능시험을 하였다.
회차
 가수여부 원심탈수기
메인모터(Hz)		 슬러리 펌프 용량(m3/h) 절삭거리
(m)		 절삭시간
(min)		 원심탈수기
작동결과
살수차 분리액
실시예 1 X O 35 4 100 25 양호
실시예 2 X O 35 4 100 35 양호
상기 표 3에서 실시예 1, 2는 침전조(2)를 더 구비하였고, 실시예 1은 콘크리트 노면 100m를 25분만에 절삭하였으며, 실시예 2는 콘크리트 노면 100m를 35분만에 절삭하였다.
실시예 1, 2에서 확인되는 바와 같이 비교예와 달리 100m의 콘크리트 노면을 상당시간동안 절삭하였는데도 불구하고 원심탈수기(4)가 양호하게 작동되었다. 또한 원심탈수기(4)에 의해 분리된 슬러지의 양이 예상한 양과 거의 흡사하게 배출되었을 만큼 원심탈수기의 상당한 슬러지 분리 효율이 확인되었다.
이는 본 발명의 일실시예에 따른 침전조(2)에 의해 슬러리의 농도가 낮춰져서 원심탈수기의 과부하가 방지되어 원심탈수기의 작동효율이 향상된 것으로 이해될 수 있다.
슬러리 처리방법
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차(1)의 작동관계인 슬러리 처리방법에 대하여 설명한다.
슬러리 처리방법과 관련하여, 도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 세정차의 작업흐름을 도시한 블럭도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 슬러리 처리방법은 슬러리 흡입단계, 슬러리 침전분리단계, 슬러리 교반단계, 슬러리 원심탈수단계, 분리액 여과단계, 세정수 제공단계, 슬러지 이송단계, 슬러지 포집단계로 구성될 수 있다.
슬러리 흡입단계는, 다이아몬드 그라인딩 장치에서 발생되는 분진과 냉각수가 혼합된 형태로 대상 콘크리트 노면 상에 흐르게 되는 슬러리를 진공펌프 및 흡입호스에 의해 흡입하는 단계이다.
슬러리 침전분리단계는, 상기 슬러리 흡입단계에서 흡입호스에 흡입된 슬러리가 침전조(2)로 이송되고, 침전조(2)에서는 유입되는 슬러리 중 높은 비중의 입자를 1차적으로 제거하게 되는 단계이다.
슬러리 교반단계는, 침전조(2)에서 고비중입자가 제거된 상태의 슬러리가 교반탱크(3)로 이송되고, 교반탱크(3)에서 슬러리가 교반되는 단계이다. 슬러리 교반단계를 통해 작업여건에 따라 변동되는 유입 슬러리의 농도의 변동 폭을 최소화하고 고농도 슬러리의 원활한 처리를 하게 되며, 원심탈수기(4)의 과부하, 고장을 방지하게 되는 효과가 발생되게 된다.
슬러리 원심탈수단계는, 교반탱크(3)에서 균일한 농도로 교반된 상태로 유입되는 슬러리를 원심탈수기(4)에서 분리액과 슬러지로 원심분리하는 단계이다.
분리액 여과단계는, 원심탈수기(4)에서 원심분리된 분리액을 여과기(9)에서 여과하여 세정수를 만들어내는 단계이다.
세정수 제공단계는, 여과기(9)에서 만들어진 세정수를 다시 다이아몬드 그라인딩 장치에 냉각수로 제공하는 단계이다.
슬러지 이송단계는, 원심탈수기(4)에서 원심분리된 슬러지를 스윙컨베이어(5)를 통해 슬러리 세정차(1)의 후면으로 이송하는 단계이다.
슬러지 포집단계는, 스윙컨베이어(5)를 통해 슬러리 세정차(1)의 후면으로 이송된 슬러지를 포대에 포집하는 단계이다. 슬러지 포집단계에서는 리프트게이트(6)의 상면에 포대가 위치되고, 리프트게이트(6)의 상하 왕복운동 및 회동에 의하여 작업자의 작업효율이 극대화되게 된다.
용수의 순환 흐름과 관련하여, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 세정차의 용수 흐름도를 도시한 사진이다. 도 10에 도시된 바와 같아 ①슬러리 상태의 용수가 침전조로 유입되고, ②슬러리 상태의 용수는 침전/교반 후, 원심탈수기로 이송되며, ③슬러리 상태의 용수는 액상의 분리액과 고상의 슬러지로 각각 분리되고, 분리된 분리액이 여과기로 이송되며, ④분리액이 여과기에서 여과되어 생성된 세정수를 다이아몬드 그라인딩 장치에 다시 냉각수로 공급하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 슬러리 세정차
2: 침전조
3: 교반탱크
4: 원심탈수기
5: 스윙컨베이어
6: 리프트게이트
7: 제어부
8: 발전기
9: 여과기
30: 교반장치
132: 회전통
132a: 원추형 경사부
133a,b: 슬러지 배출공, 분리액 배출공
134: 이송스크류
135: 슬러리 배출공
137: 케이싱
138a,b: 칸막이

Claims (7)

  1. 다이아몬드 그라인딩 장치에서 발생된 슬러리가 유입되고, 유입된 상기 슬러리 중 침전되지 않은 특정 밀도 이하의 상기 슬러리 일부가 분리되는 침전조;
    상기 침전조에서 침전되지 않고 분리된 상기 슬러리가 유입되고, 유입된 상기 슬러리가 수용되어 교반되는 교반탱크; 및
    상기 교반탱크에서 교반된 상기 슬러리가 유입되고, 유입된 상기 슬러리를 액체인 분리액과 고체인 슬러지로 원심분리하는 원심탈수기;
    를 포함하고,
    상기 다이아몬드 그라인딩 장치의 후면에 배치되어 상기 슬러리가 이송되고, 상기 다이아몬드 그라인딩 장치에 상기 분리액을 냉각수로 제공하는 슬러리 세정차.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 침전조는 복수단으로 구성된 자연 침전조인 것을 특징으로 하는 슬러리 세정차.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원심탈수기에서 원심분리된 고체인 슬러지가 유입되어 후방으로 이송되는 스윙컨베이어;
    를 더 포함하고,
    상기 스윙컨베이어는 좌우방향으로 회동되도록 구성되어 배출된 슬러지의 교배포집이 가능한 것을 특징으로 하는 슬러리 세정차.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스윙컨베이어를 통해 후방으로 이송된 상기 슬러지는 상기 스윙컨베이어의 후단에 배치되는 포대에 포집되고,
    상기 스윙컨베이어의 후방에 구성되고, 상기 슬러지가 포집되는 상기 포대를 지지하는 판상의 리프트게이트;
    를 더 포함하며,
    상기 리프트게이트는 상하이동이 가능한 것을 특징으로 하는 슬러리 세정차.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 스윙컨베이어를 통해 후방으로 이송된 상기 슬러지는 상기 스윙컨베이어의 후단에 배치되는 포대에 포집되고,
    상기 스윙컨베이어의 후방에 구성되고, 상기 슬러지가 포집되는 상기 포대를 지지하는 판상의 리프트게이트;
    를 더 포함하며,
    상기 리프트게이트는 후방으로 경사지게 작동이 가능하여, 상기 슬러지가 만적된 포대가 굴러떨어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러리 세정차.
  6. 제4항에 따른 슬러리 세정차를 이용하는 다이아몬드 그라인딩 작업의 슬러리 처리방법에 있어서,
    상기 슬러리 세정차의 일구성인 침전조에서, 다이아몬드 그라인딩 장치에서 발생되는 슬러리를 침전분리하는 슬러리 침전분리단계;
    상기 슬러리 세정차의 일구성인 교반탱크에서, 상기 침전조에서 침전분리된 상기 슬러리를 교반하는 슬러리 교반단계;
    상기 슬러리 세정차의 일구성인 원심탈수기에서, 상기 교반탱크에서 교반된 상기 슬러리를 액상인 분리액과 고상인 슬러지로 원심분리하는 슬러리 원심탈수단계; 및
    상기 원심탈수기에서 분리된 분리액을 여과하여 생성되는 세정수를 상기 다이아몬드 그라인딩 장치에 냉각수로 제공하는 분리액 여과 및 세정수 제공단계;
    를 포함하는 슬러리 처리방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 슬러리 원심탈수단계 이후에,
    상기 슬러리 세정차의 일구성인 스윙컨베이어에서, 상기 원심탈수기에서 분리된 슬러지를 상기 슬러리 세정차의 후방으로 이송하는 슬러지 이송단계; 및
    상기 슬러리 세정차의 후방으로 이송된 슬러지를 상기 슬러리 세정차의 일구성인 리프트게이트의 상면에 배치되는 포대에 포집하는 슬러지 포집단계;
    를 더 포함하고,
    상기 슬러지 이송단계에서는 상기 스윙컨베이어를 좌우로 회동시키면서 교배포집을 수행할 수 있고,
    상기 슬러지 포집단계에서는 상기 리프트게이트를 상하로 이동시키면서 슬러지 포집의 효율성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 슬러리 처리방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112723708A (zh) * 2021-01-07 2021-04-30 丁金娟 一种农用猪粪固液脱水机
EP4317588A1 (de) * 2022-08-01 2024-02-07 Wirtgen GmbH Selbstfahrende bodenbearbeitungsmaschine mit kühlmittel-entsorgungstank

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