KR100751062B1 - 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치에 관한 것으로, 골재를 세척함과 아울러 비중차에 의해 골재와 이물질을 선별하며, 폐열을 이용하여 상기 세척수의 온도를 적정수준으로 유지하여 동절기에도 세척수가 결빙되지 않도록 하고, 상기 이물질이 효과적으로 부유하도록 함을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치는, 소각로 내부에서 발생되는 고온의 스팀을 강제 송풍하는 에어펌프(20)와; 세척수조(10) 내부의 세척수에 잠기도록 설치되며 상기 에어펌프와 유공관을 통해 유체 연통 가능하게 연결되어 내부에 상기 고온의 스팀가 유입되고 곡선형 단면으로 이루어져 상기 투입수단을 통해 투입되는 폐기물 중 비중이 큰 골재가 상기 세척수조 바닥에 침전되도록 유도하는 중공의 분사관(110), 상기 분사관에 장착되며 상기 분사관 내부에 유입되는 고온의 스팀을 상기 세척수조 내의 세척수에 수직으로 분사하여 상기 투입수단에서 투입되는 폐기물에 열과 압력을 가함으로써 상기 폐기물을 분리 및 비중이 가벼운 부유물의 부유를 돕는 다수의 분사노즐(120)로 이루어진 에어분사수단(100);을 포함하여 구성된다.

폐기물, 세척수조, 소각로, 에어, 분사

Description

파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치{APPARATUS FOR WASHING AND SORTING CRUSHED CONSTRUCTION WASTE}

도 1은 본 발명에 따른 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치의 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치의 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치에 적용된 에어분사수단의 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치에 적용된 에어분사수단의 다른 예시도.

도 5는 본 발명에 따른 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치에 적용된 에어분사수단의 다른 예시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 세척수조, 20 : 에어펌프

100 : 에어분사수단, 110 : 분사관

120 : 분사공, 130 : 플랜지

140 : 보호롤러,

본 발명은 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 골재와 이물질이 혼합된 폐기물을 세척수에 투입하여 상기 골재를 세척함과 아울러 비중차에 의해 골재와 이물질을 선별하며, 폐열을 이용하여 상기 세척수의 온도를 적정수준으로 유지하여 동절기에도 세척수가 결빙되지 않도록 하고, 상기 이물질이 효과적으로 부유하도록 한 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치에 관한 것이다.

이른바, 개발우선정책과 고도성장주의의 정책추진에 따라 이제까지 국내에서는 그 역기능인 환경문제는 고려의 대상에서 다소 벗어나 있었음이 현실이었다.

그러나 이러한 성장위주 정책의 결과 그 부산물의 각종의 폐기물과 오염물질의 증가는 이제 더 이상 미뤄질 수 없는 절박한 시점에 도달되어 있다.

특히, 각종 건축, 토목공사의 건설산업폐기물은 매우 급격한 증가를 보이고 있는 바, 이는 도시와 지방 건축물의 노후화 및 기능저하에 따라 최근 활발하게 진행되고 있는 재개발, 재건축의 활성화 및 구조물의 해체에 주로 기인한다.

일반적으로, 건설폐기물이라 함은 쓰레기, 폐자재등이 섞인 흙이나 모래, 자갈, 토석 또는 이들이 혼합된 형태의 토사와, 콘크리트덩이, 폐목재, 아스팔트 콘크리트덩이 및 건설 오니 등을 지칭하는 것이며, 그 주요 특성의 하나가 건설폐기물의 대부분이 무기물로 구성되어 있어 인체에 무해하다는 것과, 다종의 폐기물이 혼재된 상태로 배출되어 그 처리가 복잡, 곤란하다는 것으로 바로 이점이 그 동안 유용재로 활용할 수 있는 건설폐기물 처리에 관한 정부와 업계의 무관심의 원인을

제공한 것이라 할 것이다.

이러한 무관심은 귀중한 자원의 낭비를 수반하였고, 그나마 이루어지고 있던 재생골재의 품질저하를 유발시키게 되어, 재생골재의 활용도는 성토나, 복토 및 매립용 등 대부분이 토사대용으로 사용되는데 그치고 있었다. 따라서, 이러한 폐기물의 관리를 통해 실질적인 재활용을 가능하게 함으로 환경오염의 최소화와 부족자원의 대체화, 그리고 건설산업기반의 원가절감을 적극적으로 도모해야 할 것이다.

이를 위하여, 국내에서는 최근 『자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률』이 제정되어 건설폐기물의 재활용이 의무화되기 시작하였으며, 비로소 재활용을 위한 각종 생산설비가 제작되어 각종 산업 현장에 적용되기 시작하였다.

상기에서와 같이 건설폐기물의 재활용 의무화에 따라 종래 단순 소각처리의 폐기물 처리방식에서 벗어나 부분적, 혹은 폐기물 처리에서부터 재생까지의 일괄적인 처리를 담당하는 여러 장치가 제안되었다.

종래 기술에 의한 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치는 파쇄 - 세척 - 선별 등의 공정을 거치는 것이 일반적이다.

상기 과정 중 본 발명은 세척공정과 관련된 것이므로 이에 대해서만 구체적으로 설명한다.

건설폐기물은 앞서 설명한 바와 같이, 잔토, 콘크리트폐재, 아스팔트폐재, 건설오니, 나무조각, 종이류, 금속류, 폐플라스틱, 폐유리 및 폐도자기류 등이 혼 합된 상태이기 때문에 각 종류별로 선별하기 위해서는 각 폐기물의 종류에 적합한 선별공정을 거쳐야 하며, 이를 위한 것이 세척공정이다. 즉, 폐콘크리트 등의 표면에 이물질이 붙은 경우 상기 이물질에 의해 순환골재의 품질이 저하되기 때문에 폐기물의 처리공정 중에 폐기물(골재, 폐플라스틱, 폐비닐, 폐지, 폐목 등)을 세척수조에 투입하여 비중차에 의해 폐기물을 선별함과 아울러 세척수를 통해 각 폐기물에 묻은 이물질을 세척한다.

그러나, 종래 기술에 의한 건설폐기물 중간처리 공정 중 세척공정에 사용되는 세척수조는 외부에 갖추어지기 때문에 상기 세척수조에 채워져 투입되는 폐기물을 선별 및 세척하는 세척수는 주변 온도에 따라 민감하게 변할 수밖에 없다. 따라서, 동절기에는 상기 세척수조에 채워진 세척수가 결빙되어 세척수조를 사용하지 못하게 된다.

이러한 단점을 해결하기 위하여 상기 세척수조에 담긴 세척수를 가열하여 결빙되지 않도록 하는 기술들이 제안된 바 있으나, 이는 단순히 세척수를 가열하여 온수화한다는 것이기 때문에 동절기에도 세척수조를 사용할 수 있다는 것일 뿐이며, 따라서 투입되는 폐기물을 비중 선별하는데 한계가 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폐열을 이용하여 각종 폐기물이 혼합된 폐기물을 비중 선별 및 세척하기 위한 세척수가 동절기에도 결빙되지 않도록 함과 아울러 상기 세척수에 투입되는 폐기물에 고압을 가하여 부유 물의 부유를 도와 비중 선별 효율을 높일 수 있는 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치는, 소각로 내부에서 발생되는 고온의 스팀을 강제 송풍하는 에어펌프와; 세척수조 내부의 세척수에 잠기도록 설치되며 상기 에어펌프로부터 고온의 스팀을 일정 압력으로 공급받아 분사하여 상기 세척수를 가열함과 아울러 상기 세척수에 투입되는 폐기물 중 비중이 가벼운 이물질이 부유하도록 하는 에어분사수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1과 도 2에서 보이는 것처럼, 본 발명에 의한 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치는, 소각로(미도시) 내부에서 발생되는 고온의 폐열을 세척수조(10)에 담긴 세척수에 공급하여 열교환을 통해 상기 세척수의 온도가 상승되도록 하는 에어펌프(20)와; 에어펌프(20)에 의해 순환하는 고온의 스팀을 세척수조(10)에 담긴 세척수에 공급하여 상기 세척수를 가열 및 압력에 의해 세척수조(10)에 투입되는 폐기물(W)(파쇄, 폐철 선별, 토사 선별 등의 공정을 거쳐 골재(A)와 이물질(F)(폐 비닐, 폐목재 등)이 혼합된 상태) 중 부유물의 부유를 돕는 에어분사수단(100)으로 구성된다.

먼저, 본 발명에 적용되는 세척수조(10)를 설명하면 다음과 같다. 세척수조(10)는 내부에 세척수가 담겨 상기 세척수에 의해 골재를 세척 및 비중차에 의해 골재와 이물질을 제거하는 것으로, 바닥면이 타측으로 갈수록 상향 경사진 탱크 구조일 수 있고, 일측에는 폐기물(W)을 투입하는 투입수단으로 예컨대 투입컨베이어(1)가 설치되며 내부에서부터 외부에 걸쳐 상기 세척수에 의해 세척 및 바닥에 가라앉는 골재를 외부로 배출하기 위한 배출컨베이어(2)가 설치된다.

도면에 도시되지는 않았지만 세척수조(10) 내에 담긴 세척수는 순환펌프에 의해 순환될 수 있다.

에어분사수단(100)은 세척수조(10) 내의 세척수에 잠기도록 설치되며 에어펌프(20)와 유공관(30)을 통해 유체 연통 가능하게 연결되어 소각로(10) 내부에서 폐기물을 소각할 때 발생되는 고온의 스팀을 세척수조(20)에 담긴 세척수에 공급하여 동절기에도 상기 세척수가 결빙되지 않도록 함과 아울러 분사압력에 의해 세척수조(10)에 투입되는 폐기물 중 이물질(F)이 더욱 잘 부유하도록 하는 것이며, 그 구조는 고온의 스팀을 공급받는 원통형 분사관(110) 및 분사관(110)에 공급되는 고온의 스팀을 분사하는 다수의 분사공(120)으로 구성될 수 있다.

도 3에서처럼, 분사관(110)은 길이방향의 양측 단부에 각각 외향 플랜지(130)가 구비되어 세척수조(10)에 앵커 등을 통해 설치될 수 있으며, 분사공(120)은 분사관(110)에 천공되어 분사관(110)에 공급된 고압의 에어를 세척수 조(10) 내부에 분사한다.

분사공(120)은 에어의 분사압력이 고압이기 때문에 별도의 밸브를 사용하지 않고 구멍일 수도 있지만, 구멍에 에어만 분사하고 세척수는 역류하지 않도록 체크밸브형 노즐이 갖추어질 수도 있다.

에어분사수단(100)은 외부 온도가 낮아 세척수가 결빙되거나 세척 및 선별이 이루어지지 않을 정도의 온도인 경우에만 가동하여야 할 것이므로, 에어펌프(20)는 메인스위치의 조작에 의해 온/오프되고 유공관(30)의 도중에는 유공관(30) 내부를 개폐하는 밸브가 설치될 수 있다.

이와 같이 구성된 에어분사수단(100)은 고온의 열에 의해 변형되지 않는 내열성이 있고 물에 부식되지 않는 재질로 이루어진다.

그리고, 분사공(120)에서 분사되는 에어의 압력이 크기 때문에 골재가 분사관(110)에 충돌하지 않을 것이나, 에어분사수단(100)을 사용하지 않을 경우 골재의 충돌에 의해 분사관(110)에 변형이 발생되지 않도록 도 4에서 보이는 바와 같이, 보호구가 더 적용될 수 있다. 상기 보호구는 순환골재가 분사공(120)에 직접 충돌하지 않도록 분사관(110)의 표면에 분사공(120)보다 돌출되도록 형성될 수 있으며, 다르게는 분사관(110)의 둘레부에 상호 간에 일정 간격을 두고 이격되면서 각각 분사관(110)에 제자리 회전 가능하게 결합되는 보호롤러(140)일 수 있. 즉, 투입된 폐기물(W) 중 골재(A)는 보호롤러(140)에 먼저 부딪치게 되고, 보호롤러(140)는 분사관(110)을 중심으로 하여 제자리 회전하여 골재(A)가 세척수조(10)에 침전되도록 유도하며, 따라서, 골재(A)가 분사관(110)에 충돌하지 않으므로 분사관(110)의 파 손을 효과적으로 막을 수 있다.

에어분사수단(100)은 세척수조(10)에 담긴 세척수가 결빙되지 않도록 하나 이상이 세척수조(10) 내부의 적재적소에 배치된다.

본 발명은 소각시 발생되는 폐열을 이용한 것으로만 설명하였으나, 상기 폐열이 낮을 경우 상기 세척수의 온도를 적정온도로 유지할 수 있도록 별도의 보조히터가 더 채용될 수 있다. 상기 보조히터는 전기발열식 등이 가능하다.

지금까지는 분사관(110)이 세척수조(10)를 가로지는 방향으로만 설치된 것으로 설명하였으나, 도 5에서처럼 세척수조(10)의 양측에도 분사관(110-1)이 설치될 수 있다. 이때, 분사관(110,110-2)은 일체형 구조이거나 단품일 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치의 작용은 다음과 같다.

전처리 공정을 거친 폐기물(W)은 투입컨베이어(1)를 통해 세척수조(10)에 투입되며, 이 과정 중에 에어펌프(20)에 의해 상기 소각로의 소각시 발생되는 고온의 스팀을 송풍한다. 고온의 스팀은 유공관(30)을 통해 에어분사수단(100)의 분사관(110) 내부에 공급되고, 이 스팀은 분사공(120)들을 통해 세척수조(10)의 세척수에 분사된다. 분사공(120)에 의해 분사되는 스팀은 고온(소각로의 소각시 발생되는 폐열로서, 그 온도를 구체적으로 한정하지는 않는다)이기 때문에 이 스팀과 상기 세척수가 열교환되어 상대적으로 저온인 상기 세척수의 온도가 상승된다. 따라서, 동절기 외부 온도가 낮아도 상기 세척수가 결빙되지 않으므로 폐기물 재생장치를 가동할 수 있다.

아울러, 분사공(120)에서 분사되는 스팀은 압력을 갖기 때문에 상기 세척수에 투입된 폐기물(W) 중 골재(A) 이외의 이물질(F)이 상기 스팀 압력에 의해 가라앉지 못하고 상기 세척수에 부유하게 된다. 그리고, 골재(A)는 분사관(110)의 곡률을 타거나 보호롤러(140)의 회전력에 의해 자연스럽게 세척수조(10)의 바닥에 침전되어 배출컨베이어(2)에 의해 외부로 배출된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치에 의하면, 소각로의 폐열을 이용하여 세척수를 적정수준으로 유지함으로써 자원재활용 측면에서 비용을 절감할 수 있고 동절기에도 폐기물을 선별할 수 있으므로 생산성을 향상할 수 있다.

그리고, 세척수 내부에서 이물질이 부유하는 방향으로 압력을 가하여 이물질의 부유를 도와줌으로써 이물질의 선별효율을 높일 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. 투입수단을 통해 1차 이상 파분쇄된 폐기물을 공급받아 상기 폐기물을 세척 및 비중 선별하는 세척수조, 상기 세척수조 내부 바닥으로부터 외부에 걸쳐 설치되어 상기 세척수조 바닥에 가라앉는 골재를 외부로 이송하는 배출컨베이어를 포함하는 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치에 있어서,

   소각로 내부에서 발생되는 고온의 스팀을 강제 송풍하는 에어펌프와;

   상기 세척수조 내부의 세척수에 잠기도록 설치되며 상기 에어펌프와 유공관을 통해 유체 연통 가능하게 연결되어 내부에 상기 고온의 스팀이 유입되고 곡선형 단면으로 이루어져 상기 투입수단을 통해 투입되는 폐기물 중 비중이 큰 골재가 상기 세척수조 바닥에 침전되도록 유도하는 중공의 분사관,

   상기 분사관에 장착되며 상기 분사관 내부에 유입되는 고온의 스팀을 상기 세척수조 내의 세척수에 수직으로 분사하여 상기 투입수단에서 투입되는 폐기물에 열과 압력을 가함으로써 상기 폐기물을 분리 및 비중이 가벼운 부유물의 부유를 돕는 다수의 분사공으로 이루어진 에어분사수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 분사관은 길이방향 양측이 각각 개방된 관형이며, 길이방향 양측 단부에 각각 상기 세척수조에 결합되는 플랜지가 형성된 것을 특징으로 하는 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 분사관의 둘레부에는 상기 분사공들보다 돌출되어 순환골재가 상기 분사공에 충돌하지 않도록 보호하는 보호구가 설치된 것을 특징으로 하는 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 보호구는 상기 분사관의 둘레부에 제자리 회전 가능하게 설치되는 보호롤러인 것을 특징으로 하는 파분쇄된 순환골재의 세척 및 선별장치.

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