KR101101878B1 - 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설폐기물의 주류를 이루는 폐 콘크리트를 파쇄하고 둥근 입형으로 마쇄하기 위한 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치에 관한 것이다.

본 발명은 프레임 상의 상부게이브 내에 상부맨틀코어가 설치되되 상기 상부맨틀코어가 이를 관통하여 설치된 회전축이 제1동력원과 연결되고 상기 회전축에 마련된 편심캠을 통해 편심 이동되게 설치된 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치에 있어서, 상기 상부게이브 및 상부맨틀코어의 하방위치인 회전축에는 절두추체형의 하부맨틀코어가 장착되고 이 하부맨틀코어의 외측엔 하부게이브가 마련되어 있으며 이 하부게이브는 2개 이상으로 분할된 분할게이브로 마련되어 서로 연결되고 상기 분할게이브에 진동수단이 부가 설치된 것을 특징으로 한다.

따라서 회전축에 평판베이스를 기준으로 하여 상부엔 상부맨틀코어와 상부게이브를 마련하고 하부엔 하부맨틀코어와 하부게이브를 마련하되 상기 하부게이브를 2개 이상으로 분할된 형상으로 마련하고 이 분할게이브를 서로 연결하여 각각 분할게이브에 진동을 부여함으로써 상부맨틀코어와 상부게이브를 이용하여 콘크리트골재를 파쇄하고 이렇게 파쇄된 콘크리트골재를 하부맨틀코어와 그 외측의 분할게이브의 진동으로 다져주면서 비벼주므로 크랙 및 편석을 갖는 약한 입자의 콘크리트골재를 쪼갬은 물론 입자모서리를 둥글게 연마하며 시멘트페이스트 등을 박리시킬 수 있는 효과를 갖는다.

회전축, 분할게이브, 맨틀코어, 편심캠, 진동, 관성중량추

Description

건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치{Apparatus for crushing and polishing of construction wastes}

본 발명은 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 40㎜이하로 파쇄된 폐 콘크리트골재를 상부맨틀코어가 25㎜이하의 골재나 6㎜이하의 잔골재로 파쇄하고 이후에 분할된 각 하부게이브에 진동을 부여함으로써 다져주면서 비벼주므로 크랙 및 편석을 갖는 약한 입자의 콘크리트골재를 쪼갬은 물론, 강한 골재입자는 골재의 외측표면에 묻어있는 약한 콘크리트입자 등을 제거하고 연마하면서 시멘트페이스트 등을 박리시킬 수 있는 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건설폐기물 중에서 콘크리트 구조물이나 각종 건물은 대부분이 철근을 포함하는 콘크리트덩어리와, 건축물 주위의 토사, 건축물에 설치되었던 각종 폐가구나 목재문틀 등으로부터 발생된 목재 등을 포함한 다양한 폐기물이 배출된다.

이러한 폐기물들은 단순히 폐기처분하면 환경오염이 발생되기 때문에 이를 방지하면서 에너지 자원절약 및 원가절감을 도모하기 위하여 재생 가능한 것들을 추려내어 재활용하고 있으며, 이렇게 추려낸 폐기물 중에서 폐 콘크리트는 파쇄하고 각종 원자재로 분리 선별하는 재생가공작업을 수행하여 재생순환골재로 활용하고 있다.

종래의 건설폐기물을 이용한 전형적인 재생순환골재의 생산방법은 콘크리트 폐자재를 각종 파쇄기로 수차례에 걸쳐 단계적으로 파쇄하여 소정의 입자크기로 파쇄하여야 하고, 이렇게 파쇄된 파쇄골재 중에 혼재되어있는 철근이나 목재, 합성수지류 및 토사 등을 분리 제거함으로써 중간골재(6㎜이하의 잔골재를 포함한다)를 얻는다. 상기 중간골재인 폐 콘크리트 파쇄골재를 분리 선별하고 이를 재처리하여 양질의 골재로 얻기 위한 노력을 기울여 왔다.

상기 재생골재의 생산방법에 사용되고 있는 기존의 파쇄기 들은 다양하고 많은 장치가 제시되어 있으나, 이들 중에서 본원발명과 일부 동일한 기술사상을 갖는 것이 대한민국 특허공보 공고번호 제10-1982-0001902호와 등록실용신안공보 제 20-0332848호에 제시되어 있다.

상기 특허공보의 콘 크러셔는 그 특징이 절두추체형의 게이브 내에서 절두추형의 맨틀코어가 편심선회운동을 하도록 하는 콘 크러셔에서 맨틀코어의 편심량을 조절하고 파쇄하고자 하는 피 파쇄물이 가압밀착상태로 피 파쇄물을 연속적으로 게이브와 맨틀코어 사이에 공급하면서 파쇄를 행하는 파쇄방법이다.

상기와 같은 구성의 콘 크러셔는 콘(cone)형상의 맨틀코어가 단순히 편심 상 태로 게이브 내부에서 편심 이동되면서 파쇄하고자 하는 피 파쇄물을 파쇄하는 것이어서 소정크기의 입자로 파쇄 함엔 별다른 지장이 없으나, 폐 콘크리트를 재생골재로 활용하기 위하여 파쇄하는 경우엔 폐 콘크리트는 암석보다 다양한 강도를 갖고 있으며, 굵은 골재 및 잔골재로 파쇄하면 파쇄과정 중에 다양한 강도의 입자 속에 내재 되어있는 암석입자 및 강한 입자는 파쇄입자에 크랙이 발생되거나 편석이 발생되게 되었다.

이때, 강한 입자의 외측표면에는 약한 입자의 콘크리트와 잔골재 입자들이 성형 형태로 요철을 이루고 있기 때문에 상기 요철의 사이사이에는 시멘트 페이스트가 내재되어 있어 콘크리트용 잔골재 및 굵은 골재로서 일정한 흡수율을 갖지 못하였고, 이로 인하여 콘크리트용 굵은 골재 및 잔골재의 순환골재로서의 양질의 골재를 얻기가 어렵다는 문제점이 있었다.

따라서 별도로 롤크러셔(roll crusher)나 샌드밀(sand mill) 등의 2차 파쇄장치를 구비하고 별도의 시멘트페이스트 등을 제거하기 위한 박리기를 설치하여 사용하고 있으나, 이 또한 양질의 재생골재를 얻기에는 단일기종으로 콘크리트골재를 쪼개는 작용이라든가 파쇄된 콘크리트골재의 입자모서리를 연마하고 박리하는 작용이 미약하므로 많은 설비투자비와 동력손실 및 여러 장치들을 구비하기 위한 넓은 설치장소가 요구된다는 문제점이 있었다.

결국, 양질의 콘크리트골재를 얻기 위해서 상기 콘크리트골재의 쪼갬 공정이나 콘크리트골재의 입자모서리의 연마공정이 다시 한 번 더 요구되었고, 결론적으로 콘크리트골재를 재차 가공함에 따라 별도의 부대장비가 소요됨은 물론 가공시간 이 길어져 작업능률 및 생산성 또한 저하된다는 문제점이 있었다.

상기 등록실용신안의 콘 크러셔는 맨틀코어의 외측주면에 소정깊이의 요부를 수직으로 형성한 입형수단이 형성되고, 게이브의 내측주면에 소정높이와 기울기로 철부를 방사 형태로 구성한 것이 특징이다.

상기와 같은 등록실용신안의 콘 크러셔는 맨틀코어와 게이브의 표면에 다수개의 요철을 형성하여 파쇄력을 높임과 동시에 약간의 마쇄효과로 파쇄입자의 입형이 개선된 모래를 얻을 수 있으나, 상기에서 언급한 특허공보의 콘 크러셔와 마찬가지로 양질의 재생골재를 얻기에는 단일기종으로 콘크리트골재를 쪼개는 작용이라든가 파쇄된 콘크리트골재의 입자모서리를 연마하고 페이스트를 박리하는 작용이 미약하므로 많은 설비투자비와 동력손실 및 넓은 설치장소가 요구된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 폐단 및 문제점을 해결하기 위해 연구개발한 것으로서, 그 목적을 열거하여 본다.

첫째로, 회전축에 평판베이스를 기준으로 하여 상부엔 상부맨틀코어와 상부게이브를 마련하고 하부엔 하부맨틀코어와 하부게이브를 마련하되 상기 하부게이브를 2개 이상으로 분할된 형상으로 마련하고 이 분할게이브를 서로 연결하여 각각 분할게이브에 진동을 부여함으로써 상부맨틀코어와 상부게이브를 이용하여 콘크리 트골재를 파쇄하고 이렇게 파쇄된 콘크리트골재를 하부맨틀코어와 그 외측의 분할게이브의 진동으로 다져주면서 비벼주므로 크랙 및 편석을 갖는 약한 입자의 콘크리트골재를 쪼갤 수 있도록 한 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치를 제공하는데 있다.

따라서 강한 골재입자는 깨지 않으며, 강한 골재입자의 외측표면에 묻어있는 돌출된 약한 콘크리트 입자들을 제거시키면서 입자모서리를 둥글게 연마하며 시멘트페이스트 등을 박리시킬 수 있는 것이다.

둘째로, 하부게이브의 하단에 탄력적으로 설치된 배출제어부재를 마련함으로써 하부맨틀코어와 하부게이브 내에 적당량의 콘크리트골재가 상존하도록 조절할 수 있으며, 이로 인하여 하부맨틀코어와 하부게이브 사이의 콘크리트골재들끼리 보다 확실하게 골재 입자들을 굴리면서 비벼주고 두들겨주므로 파쇄과정 중에 크랙 및 편석 등이 발생된 콘크리트골재를 쪼갬은 물론, 강한 입자는 골재로의 입형으로 남게 되고 약한 입자와 골재의 외측표면에 성형 형태의 요철이나 돌출된 콘크리트골재의 입자모서리를 둥글게 연마하여 시멘트페이스트 등을 박리시킬 수 있도록 한 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치를 제공하는데 있다.

셋째로, 각 분할게이브마다 진동회전축의 회전속도에 적합한 진동을 얻을 수 있는 진동발생기를 마련함으로써 장치 전체에 과도한 진동을 방지하면서 파쇄과정 중에 크랙이 발생된 콘크리트골재를 쪼갬은 물론 파쇄된 콘크리트골재들을 효율적으로 비벼주고 연마할 수 있으며, 특히 하부맨틀코어와 하부게이브 사이의 콘크리트골재를 하부로 쓸어내리듯이 부드럽게 흘러내리도록 한 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 프레임 상의 상부게이브 내에 상부맨틀코어가 설치되되 상기 상부맨틀코어가 이를 관통하여 설치된 회전축이 제1동력원과 연결되고 상기 회전축의 상부맨틀코어 위치에 마련된 편심캠을 통해 편심 이동되게 설치된 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치에 있어서, 상기 상부게이브 및 상부맨틀코어의 하방위치인 회전축에는 절두추체형의 하부맨틀코어가 장착되고 이 하부맨틀코어의 외측엔 하부게이브가 마련되어 있으며 이 하부게이브는 2개 이상으로 분할된 분할게이브로 마련되어 서로 연결되어 있고 상기 분할게이브에 진동수단이 부가 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치에 있어서, 상기 진동수단은 상기 하부게이브를 이루는 각 분할게이브의 중간부에 하우징이 장착되고 이 하우징 내에 회전가능하게 설치된 진동회전축에 진동중량추를 포함하는 진동발생기; 이 진동발생기의 진동회전축에 마련되는 벨트풀리와 벨트를 통해 연결 설치된 제2동력원으로 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치에 있어서, 상기 진동회전축의 진동중량추는 상기 진동회전축에 고정된 고정중량추가 마련되고 이 고정중량추의 양쪽에 진동회전축과 별도로 2개의 링이 회전되게 마련되어 상기 링에 진동회전축의 회전관성력에 따라 임의위치에서 회동되는 가동중량추가 마련된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치에 있어서, 상기 하부맨틀코어와 하부게이브 내에 적당량의 콘크리트골재가 상존하도록 조절하는 배출제어부재가 부가된 것을 특징으로 한다. 상기 배출제어부재는 각 분할게이브의 하단에 하부맨틀코어와 하부게이브 사이의 틈새를 막을 수 있는 형상으로 마련된 호형판재와, 이 호형판재가 힌지를 중심으로 하여 회전되게 분할게이브에 설치된 회전브래킷과, 상기 호형판재가 항시 하부맨틀코어와 하부게이브 사이의 틈새를 막는 힘이 걸리도록 분할게이브와 회전브래킷의 끝단에 연결된 스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 회전축의 벨트풀리와 하부맨틀코어의 관성중량추에는 상부맨틀코어에 파쇄골재를 최대로 가압하는 순간의 부하를 이기고 비틀림 없이 부드럽게 회전되도록 하는 밸런스 추가 부가되되, 이 밸런스 추는 상기 회전축의 편심캠 위치보다 15°전방에 현호(弦弧)형상으로 마련된 것을 특징으로 한다. 여기에서, 현호(弦弧) 형상이라 함은 반원과 같이 원호의 끝단을 직선인 현으로 연결한 형상을 의미하는 것이다.

본 발명에 따른 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치에 있어서, 상기 하부맨틀코어는 절두추체형의 외측주면에 상단에서 하단에 이르기까지 긴 다수의 단턱이 형성되되, 이 단턱은 하부맨틀의 회전방향 시작부분은 깊고 그 진행부분으로 갈수록 높게 형성되어 있고, 그 외측주면에 하부맨틀이 회전될 때 콘크리트골재를 하방으로 밀어내도록 나선형으로 배열된 다수의 나선돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치는 회전축에 평판베이스를 기준으로 하여 상부엔 상부맨틀코어와 상부게이브를 마련하고 하부엔 하부맨틀코어와 하부게이브를 마련하되 상기 하부게이브를 2개 이상으로 분할된 형상으로 마련하고 이 분할게이브를 서로 연결하여 각각 분할게이브에 진동을 부여함으로써 상부맨틀코어와 상부게이브를 이용하여 콘크리트골재를 파쇄하고 이렇게 파쇄된 콘크리트골재를 하부맨틀코어와 그 외측의 분할게이브의 진동으로 골재 입자들을 굴리면서 비벼주고 두들겨 주면서 다져주어 크랙 및 편석을 갖는 입자의 콘크리트골재를 쪼갤 수 있는 효과를 갖는다. 따라서 강한 입자는 골재로의 입형으로 남게 되고 약한 입자와 골재 외측표면에 성형 형태의 요철이나 돌출된 콘크리트골재의 입자모서리를 둥글게 연마하며 시멘트페이스트 등을 박리시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 하부게이브의 하단에 탄력적으로 설치된 배출제어부재를 마련함으로써 하부맨틀코어와 하부게이브 내에 적당량의 콘크리트골재가 상존하도록 조절할 수 있으며, 이로 인하여 하부맨틀코어와 하부게이브 사이의 콘크리트골재들끼리 보다 확실하게 비벼주고 파쇄과정 중에 크랙 및 편석 등이 발생된 콘크리트골재를 쪼갬은 물론 파쇄된 콘크리트골재의 입자모서리를 둥글게 연마하여 시멘트페이스트 등을 박리시킬 수 있는 효과를 갖는다.

그리고 본 발명은 각 분할게이브마다 진동회전축의 회전속도에 적합한 진동을 얻을 수 있는 진동발생기를 마련함으로써 장치 전체에 과도한 진동을 방지하면서 파쇄과정 중에 크랙이 발생된 콘크리트골재를 쪼갬은 물론 강한 골재 입자는 그 대로 남기면서 강한골재의 외측표면에 묻어있는 약한 콘크리트입자들은 제거시키면서 파쇄된 콘크리트골재들을 효율적으로 굴리면서 비벼줄 수 있으며, 특히 하부맨틀코어와 하부게이브 사이의 콘크리트골재를 하부로 쓸어내리듯이 부드럽게 흘러내리도록 하는 효과를 갖는다.

이하, 본 발명에 따른 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3 내지 도 8b는 본 발명의 요부에 대하여 설명하기 위해 부분적으로 발췌하여 나타낸 도면들이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 다수의 수평 비임(11)과 지주(12)에 의해 소정형상으로 프레임(10)이 마련되되 이 프레임(10)의 중간상부에 평판베이스(14)가 장착되어 있고 이 평판베이스(14)의 상면과 하면에는 상부 및 하부게이브(20,30)가 설치되어 있다.

상기 상부게이브(20) 하단의 플랜지 외측주면에 동심원상을 이루는 평판베이스(14)에는 다수의 텐션조정볼트(25)가 배열 고정되어 있으며, 상기 평판베이스(14) 위에 조정 심(26)과 상부게이브(20)가 놓여있고 상기 텐션조정볼트(25)에 텐션스프링(27)과 스프링브래킷(28)을 끼워 넣은 후 그 위에 조정너트(29)를 체결하여 상부게이브(20)를 상하로 조정하여 파쇄실의 간극을 조정할 수 있는 구조로 마련되어 있다.

상기 상부 및 하부게이브(20,30)의 중앙에는 프레임(10)의 상단과 하부의 수평 비임(11)은 물론 평판베이스(14)에서 회전 가능하게 제1 내지 제3베어링(15,16,17)으로 지지된 하나의 회전축(40)이 설치되어 있다.

상기 회전축(40)에는 상부 및 하부맨틀코어(50,60)가 설치되되, 상기 상부맨틀코어(50)는 회전축(40)에 장착된 편심캠(41)이 회전축(40)과 함께 회전됨에 따라 편심 이동되게 설치되어 있고, 상기 하부맨틀코어(60)는 회전축(40)에 단순히 고정되어 있다.

또한, 상기 회전축(40)의 상단은 프레임(10)의 상단한쪽에 장착된 모터 등의 제1동력원(43)과 동력전달부재인 벨트(44)를 통해 연결되되, 상기 회전축(40)과 제1동력원(43)에 마련된 각각의 벨트풀리(40a,43a)를 통해 벨트(44)와 연결되는 것이며, 상기 회전축(40)의 벨트풀리(40a)에는 상부맨틀코어(50)에 파쇄골재를 최대로 가압하는 순간의 부하를 이기고 비틀림 없이 부드럽게 회전되도록 하는 밸런스 추(40b)가 마련되어 있다. 상기 밸런스 추(40b)는 상기 편심캠(41)과 함께 회전축(40)이 회전되는 동안 회전축의 편심캠(41) 위치보다 15°전방에 현호형상으로 마련되어 있다.

상기 상부게이브(20)는 내면상부가 파쇄하고자 하는 콘크리트골재를 안내하여 잘 투입되도록 입구가 넓고 하부로 갈수록 좁아지다가 다시 하부로 넓어지는 형상이며, 내면하부는 상부맨틀코어(50)가 평면상 사방으로 편심 이동되어도 이를 수용할 수 있어야 한다.

상기 상부맨틀코어(50)는 상부보다 하부의 직경이 큰 절두추체형상으로 형성되어 있으며, 하단은 회전축(40)에 장착된 제2베어링(16)으로 슬라이딩되게 지지되어 있다.

다시 말해서, 상기 상부맨틀코어(50)는 그 내부에서 회전되는 회전축(40) 상의 편심캠(41)에 의해 편심 이동이 가능하도록 회전축(40)에 장착된 제2베어링(16)과 상대적으로 슬라이딩되어야 한다.

상기 하부게이브(30)는 입구가 넓고 약간 좁아지다가 하부로 갈수록 넓어지는 절두추체형상으로 마련되되, 상기 하부게이브(30)는 하나의 절두추체형을 이루는 상태에서 2개 이상으로 분할된 분할게이브(31)로 마련되어 있으며, 이들의 상단과 하단은 제1방진고무(32a)를 통해 하나의 유닛을 이루도록 서로 연결되고, 상기 각 분할게이브(31)의 상부가 프레임(10)의 평판베이스(14) 하면과 제2방진고무(32b)를 통해 연결 설치되어 있다.

상기 각각의 분할게이브(31) 외측중간에는 하부게이브(30)에 진동을 부여하기 위한 진동수단이 설치되어 있다. 상기 진동수단은 각각의 분할게이브(31) 중간부에 마련되고 하우징(35) 내의 진동회전축(36)에 진동중량추(37)를 갖는 진동발생기(34)와, 상기 프레임(10)의 지주(12)에 장착되고 상기 진동발생기(34)의 진동회전축(36)에 마련되는 벨트풀리와 벨트(39)를 통해 연결 설치된 제2동력원(38)으로 마련된다.

상기 진동회전축(36)의 벨트풀리는 도 5 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 진동회전축(36)의 한쪽에만 마련한 것으로 도시하였으나, 상기 진동회전축(36)에 관성 회전력을 최대화하기 위하여 진동회전축(36)의 양쪽에 벨트풀리를 마련함이 바람직하다.

상기 제2동력원(38)은 유압모터나 바이브레이터 모터 등 현장여건에 적합한 어떠한 모터를 채택하여도 무방하다.

상기 진동회전축(36)의 진동중량추(37)는 도 8a 및 도 8b와 같이 상기 진동회전축(36)에 고정된 고정중량추(37a)가 마련되어 있고, 이 고정중량추(37a)의 양쪽에 진동회전축(36)과 별도로 2개의 링(37c)이 회전되게 마련되고 상기 링(37c)에 진동회전축(36)의 회전관성력에 따라 임의위치에서 회동되게 가동중량추(37b)가 마련되어 있다.

상기 하부맨틀코어(60)는 상광하협의 속이 빈 원추형으로 형성되되, 외측주면에 상단에서 하단에 이르기까지 긴 다수의 단턱(61)이 형성되어 있으며, 상기 단턱(61)은 하부맨틀(60)의 회전방향 시작부분은 깊고 그 진행부분으로 갈수록 높게 형성되어 있고, 그 외측주면에 하부맨틀(60)이 회전될 때 콘크리트골재를 하방으로 밀어내도록 나선형으로 배열된 다수의 나선돌기(62)가 돌출 형성되어 있으며, 하단에는 관성력을 부여하여 균일한 속도를 확보하기 위한 관성중량추(63)가 형성되어 있다.

상기 회전축(40)에 상기 관성중량추(63)를 마련하는 이유는 하나의 회전축(40) 상하부에 설치된 상부 및 하부맨틀코어(50,60)에 큰 부하가 걸림으로 인한 회전속도의 줄어들음을 방지하도록 관성력을 부여하여 균일한 속도를 확보하기 위함이다.

상기 관성중량추(63)에는 상부맨틀코어(50)가 파쇄골재를 최대로 가압하는 순간의 부하를 이기고 비틀림 없이 부드럽게 회전되도록 하는 밸런스 추(63a)가 마련되어 있고, 상기 밸런스 추(63a)는 상기 편심캠(41)과 함께 회전축(40)이 회전되는 동안 회전축의 편심캠(41) 위치보다 15°전방에 현호형상으로 마련되어 있다.

상기 평판베이스(14)에는 상부게이브(20)와 상부맨틀코어(50)에 의해 1차적으로 파쇄된 콘크리트골재가 하부게이브(30)와 하부맨틀코어(60)의 사이공간으로 통과되는 호형의 골재통공이 형성되어 있으며, 상기 골재통공은 회전축(40)이 관통되는 중심을 기준으로 동일원주 상에 형성되어 있다.

상기 골재통공은 상하부맨틀코어(50,60)에 의해 파쇄된 콘크리트골재의 미립자나 분진이 침투되지 않도록 평판베이스(14)의 상하면에 설치된 상하부게이브(20,30)와 그 내부에서 편심 이동되는 상하부맨틀코어(50,60)의 이동거리를 감안하여 형성되어야 한다.

상기 하부게이브(30)를 이루는 각 분할게이브(31)의 하단에는 하부맨틀코어(60)와 하부게이브(30) 내에 적당량의 콘크리트골재가 상존하도록 조절하는 배출제어부재(68)가 부가되어 있다.

상기 배출제어부재(68)는 각 분할게이브(31)의 하단에 하부맨틀코어(60)와 하부게이브(30) 사이의 틈새를 막을 수 있는 형상의 호형판재(64)가 마련되어 있으며, 이 호형판재(64)는 힌지(66)를 중심으로 하여 회전되게 분할게이브(31)에 대하여 회전되게 회전브래킷(65)이 설치되어 있고, 상기 호형판재(64)가 항시 하부맨틀코어(60)와 하부게이브(30) 사이의 틈새를 막는 힘이 걸리도록 분할게이브(31)와 회전브래킷(65)의 끝단에 스프링(67)이 설치되어 있다.

도면중 미설명 부호 70은 상부맨틀코어(50)로 파쇄하고자 하는 콘크리트골재를 투입하기 위한 호퍼이고, 71은 상기 호퍼로부터 공급되는 콘크리트골재를 안내하는 원통형의 안내슈트이며, 72는 회전축 상단의 벨트풀리와 동력전달부재를 삿갓형상으로 덮어주는 커버이고, 73은 하부게이브(30)의 하단외측에 설치되는 배출슈트이며, 74는 본 발명의 장치에 의해 소정의 입자크기로 파쇄된 콘크리트골재를 이송시키기 위한 컨베이어벨트이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치를 이용하여 콘크리트골재의 파쇄 및 마쇄과정을 상세하게 설명한다.

먼저, 제1동력원(43)에 전원을 인가하여 상기 제1동력원(43)의 회전력이 동력전달부재인 벨트(44)를 통해 회전축(40)의 벨트풀리(40a)가 회전되게 되고, 이로 인하여 벨트풀리(40a)와 함께 회전축(40)은 물론 그 하부에 장착된 하부맨틀코어(60)가 연동 회전되게 된다.

이때, 상기 회전축(40)은 감속되어 대략 250~300 RPM으로 회전되게 된다. 또한, 상기 회전축(40)의 벨트풀리(40a)에 장착된 밸런스 추(40b)와 회전축(40)의 하부에 장착된 하부맨틀코어(60) 하단의 관성중량추(63)는 그 관성력에 의하여 상부 및 하부맨틀코어(50,60)에 큰 부하가 걸리더라도 회전속도가 줄어들지 않고 균일한 속도로 회전되게 된다.

이렇게 회전축(40)이 회전되면 상기 회전축(40)의 편심캠(41)에 의해 상부맨틀코어(50)가 편심 이동되는 상태에서 40㎜이하로 파쇄된 콘크리트골재가 호퍼(70) 와 안내슈트(71)를 통해 상부게이브(20) 내의 상부맨틀코어(50) 상부로 투입되게 된다. 이때, 상기 안내슈트(71)에 커버(72)가 마련되어 있으므로 상기 안내슈트(71)를 통과하는 콘크리트골재는 회전축(40) 상단의 벨트풀리(40a)와 벨트(44)의 구동에 악영향을 주지 않는다.

이렇게 상부게이브(20) 내의 상부맨틀코어(50)로 파쇄하고자 하는 콘크리트골재가 투입되면 상기 회전축(40) 상부의 편심캠(41)에 의해 상부맨틀코어(50)는 평면상 사방으로 회전되듯이 편심 이동되는 동작이 이뤄지게 된다.

따라서 상기 상부맨틀코어(50)와 상부게이브(20) 사이의 넓은 공간으로 콘크리트골재가 투입되게 되고, 이렇게 투입된 콘크리트골재는 상부맨틀코어(50)가 점점 편심 이동되면서 상부맨틀코어(50)와 상부게이브(20) 간의 간격이 좁아지므로 가압되기 시작하여 편심캠(41)의 상사점을 통과하기까지 가압되어 잘은 입자크기로 파쇄되게 되며, 이렇게 잘은 입자로 파쇄된 콘크리트골재는 상부맨틀코어(50)와 상부게이브(20)간의 간격이 넓은 부분에 콘크리트골재는 낙하되게 된다.

상기 상부맨틀코어(50)와 상부게이브(20)의 하부로 낙하되는 콘크리트골재는 평판베이스(14)의 골재통공)을 통해 하부게이브(30)와 하부맨틀코어(60) 사이로 낙하되어 투입되게 된다.

이때, 상기 하부게이브(30)는 2개 이상의 분할게이브(31)로 분할되되 이들이 하나의 유닛을 이루는 각 분할게이브(31)에 설치된 진동수단이 가동되는 상태이다.

상기 진동수단의 가동은 제2동력원(38)이 구동되면서 벨트(39)를 통해 진동회전축(36)이 연동 회전되기 시작하여 1,800 ~ 2,200RPM으로 회전된다.

상기 하우징(35) 내의 진동회전축(35)이 회전되기 시작하여 가속이 이루어지되, 상기 진동회전축(35)의 회전이 저속으로 회전될 때에는 진동중량추(37)를 이루는 고정중량추(37a)에 대하여 가동중량추(37b)가 링(37c)과 함께 회전관성력으로 인해 도 8b에 나타낸 바와 같이 회전 이동되어 서로 대향된 반대위치에 위치되게 되며, 이러한 상태는 고정중량추(37a)와 가동중량추(37b)가 양쪽에 위치되어 편심중량차가 적으므로 하부게이브(30)의 진동은 약하다.

상기 진동회전축(36)이 가속되어 500RPM이상의 고속에서는 진동중량추(37)를 이루는 고정중량추(37a)에 대하여 가동중량추(37b)가 링(37c)과 함께 회전관성력으로 인해 도 8a에 나타낸 바와 같이 회전 이동되어 점점 하나로 일체화되듯이 한쪽으로 치우치게 되며, 이러한 상태는 고정중량추(37a)와 가동중량추(37b)가 한쪽에 집중되어 편심중량차가 크므로 하부게이브(30)의 진동은 강하게 된다.

이렇게 상기 진동회전축(36)의 회전이 증감됨에 따라 진동회전축(36)의 진동중량추(37)를 이루는 고정중량추(37a)에 대하여 가동중량추(37b)가 이동 회전되므로, 본 발명의 파쇄 겸 마쇄장치에 과도한 진동발생을 방지하고 부드러운 운전을 꾀할 수 있게 된다.

상기와 같이 하부게이브(30)가 진동되는 상태에서 하부맨틀코어(60)와 하부게이브(30) 사이로 투입된 콘크리트골재는 하부맨틀코어(60)가 회전되면서 분할게이브(31)는 진동되기 때문에 콘크리트골재들을 서로 효과적으로 굴리고 비벼주면서 상기 하부맨틀코어(60)의 단턱(61)과 나선돌기(62)가 하부게이브(30)의 하부로 밀어내게 된다.

따라서 상기 하부게이브(30)와 하부맨틀코어(60) 사이에 존재하는 콘크리골재는 지속적으로 밀리게 되나, 상기 분할게이브(31)의 하단에 배출제어부재(68)가 설치되어 있으므로 상기 하부게이브(30)와 하부맨틀코어(60) 사이의 공간엔 항시 일정량의 콘크리트골재가 채워져 있도록 한다.

다시 말해서, 배출제어부재(68)를 이루는 스프링(67)에 의해 탄력적으로 설치된 호형판재(64)가 하부게이브(30)와 하부맨틀코어(60) 사이의 공간하단을 막고 있으므로 상기 하부게이브(30)와 하부맨틀코어(60) 사이의 공간에는 항시 콘크리트골재가 채워져 있는 상태로 유지된다.

상기 하부게이브(30)와 하부맨틀코어(60) 사이의 공간에 어느 정도이상으로 콘크리트골재가 채워지면 하부맨틀코어(60)의 단턱(61)과 나선돌기(62)가 미는 힘이 호형판재(64)를 지지하는 스프링(67)의 탄성력보다 커지므로 호형판재(64)는 회전되어 일시적으로 개방되게 되고, 이렇게 호형판재(64)가 개방되어 콘크리트골재가 배출됨으로써 호형판재(64)를 지지하는 스프링(67)의 탄성력이 하부맨틀코어(60)의 나선돌기(62)가 미는 힘보다 커지면 호형판재(64)는 닫히게 된다.

이렇게 하부게이브(30)와 하부맨틀코어(60) 사이의 공간에 콘크리트골재가 채워져 있는 상태에서 다져주고 굴리면서 비벼주므로 콘크리트골재들끼리 비벼주는 효과가 향상되게 되고, 이로 인하여 콘크리트골재의 입자모서리를 둥글게 연마하면서 강한 골재입자는 강한 입자로 만들며 그 입자의 외측표면에 묻어있는 약한 입자와 시멘트페이스트 등을 박리시키게 된다.

이렇게 소정의 작은 입자크기로 파쇄되고 연마된 콘크리트골재는 하부게이 브(30)의 하단외측에 형성된 배출슈트(73)를 통해 벨트컨베이어(74)로 낙하되고, 상기 콘크리트골재는 벨트컨베이어(74)에 의해 다음 공정이나 적치장으로 이송되게 된다.

본 발명의 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치는 건설폐기물인 폐 콘크리트를 소정의 입자크기로 파쇄한 골재로 재생할 때, 크랙 및 편석을 갖는 약한 입자의 콘크리트골재를 쪼갬은 물론 입자의 외측표면에 묻어있는 약한 입자를 연마하면서 시멘트페이스트 등을 박리시켜 콘크리트용 순환골재의 적정 흡수율을 갖게 하여 양질의 콘크리트골재인 재생순환골재로 생산하는 분야에 유용하게 이용할 수 있으며, 날로 고강도 콘크리트골재를 요구하는 건설현장의 석산골재의 편석과 크랙입자를 구형화, 즉 환형으로 연마하면서 마사토 잔골재의 입형과 강도를 높일 수 있어 골재생산기기로 널리 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치를 개략적으로 나타낸 단면구조도이다.

도 2는 도 1의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 장치에서 회전축 상단의 벨트풀리를 발췌하여 나타낸 평면도이다.

도 4는 본 발명의 요부인 하부게이브와 하부맨틀코어 부분을 발췌하여 개략적으로 나타낸 단면구조도이다.

도 5는 도 4에서 하부게이브를 발췌하여 상세하게 나타낸 사시도이다.

도 6a는 본 발명의 하부맨틀코어를 발췌하여 나타낸 사시도이다.

도 6b는 도 6a의 저면도이다.

도 7은 본 발명의 하부게이브에 설치되는 진동발생기를 나타낸 단면도이다.

도 8a 및 도 8b는 도 7의 진동발생기에 적용된 진동중량추를 나타낸 작동상태의 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 프레임 11a,11b: 수평 비임 12: 지주

14: 평판베이스 14a: 골재통공 15,16,17: 베어링

20: 상부게이브 30: 하부게이브 31: 분할게이브

32a: 제1방진고무 32b: 제2방진고무 34: 진동발생기

35: 하우징 36: 진동회전축 37: 진동중량추

37a: 고정중량추 37b: 가동중량추 37c: 링

38: 제2동력원 39,44: 벨트 40: 회전축

40b, 63a: 밸런스추 41: 편심캠 43: 제1동력원

44: 벨트 50: 상부맨틀코어 60: 하부맨틀코어

62: 나선돌기 63: 관성중량추 64: 호형부재

65: 회전브래킷 66: 힌지 67: 스프링

68: 배출제어부재

Claims (8)

1. 프레임 상의 상부게이브 내에 상부맨틀코어가 설치되되 상기 상부맨틀코어가 이를 관통하여 설치된 회전축이 제1동력원과 연결되고 상기 회전축에 마련된 편심캠을 통해 편심 이동되게 설치된 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치에 있어서,

   상기 상부게이브 및 상부맨틀코어의 하방위치인 회전축에는 절두추체형의 하부맨틀코어가 장착되고 이 하부맨틀코어의 외측엔 하부게이브가 마련되어 있으며 상기 하부게이브는 2개 이상으로 분할된 분할게이브로 마련되어 서로 연결되고 상기 분할게이브에 진동수단이 부가 설치된 것을 특징으로 하는 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 진동수단은 상기 하부게이브를 이루는 각 분할게이브의 중간부에 하우징이 장착되고 이 하우징 내에 회전가능하게 설치된 진동회전축에 진동중량추를 포함하는 진동발생기; 이 진동발생기의 진동회전축에 마련되는 벨트풀리와 벨트를 통해 연결 설치된 제2동력원으로 마련되는 것을 특징으로 하는 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 진동중량추는 진동회전축에 고정된 고정중량추가 마련되고 이 고정중량 추의 양쪽에 진동회전축과 별도로 2개의 링이 회전되게 마련되어 상기 링에 진동회전축의 회전관성력에 따라 임의위치에서 회동되는 가동중량추가 마련된 것을 특징으로 하는 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 하부게이브의 하단에는 하부맨틀코어와 하부게이브 내에 적당량의 콘크리트골재가 상존하도록 조절하는 배출제어부재가 부가된 것을 특징으로 하는 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 배출제어부재는 각 분할게이브의 하단에 하부맨틀코어와 하부게이브 사이의 틈새를 막을 수 있는 형상으로 마련된 호형판재와, 이 호형판재가 힌지를 중심으로 하여 회전되게 분할게이브에 설치된 회전브래킷과, 상기 호형판재가 항시 하부맨틀코어와 하부게이브 사이의 틈새를 막는 힘이 걸리도록 분할게이브와 회전브래킷의 끝단에 연결된 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치.
6. 제1항 또는 제4항에 있어서,

   상기 하부맨틀코어의 하단에는 회전축 및 하부맨틀코어의 균일한 속도를 확보하기 위한 관성중량추가 부가된 것을 특징으로 하는 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 회전축의 상단에 고정되는 벨트풀리와 하부맨틀코어의 관성중량추에는 상부맨틀코어에 파쇄골재를 최대로 가압하는 순간의 부하를 이기고 비틀림 없이 부드럽게 회전되도록 하는 밸런스 추가 부가된 것을 특징으로 하는 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 밸런스 추는 상기 회전축의 편심캠 위치보다 15°전방에 현호(弦弧)형상으로 마련된 것을 특징으로 하는 건설폐기물의 파쇄 겸 마쇄장치.

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