KR100582847B1 - 건축 폐기물 순환골재 선별장치 및 그 선별방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축 폐기물로부터 순환골재 등을 선별하기 위한 선별장치에 관한 것으로, 기존 건축물의 철거 시 발생하는 건축 폐기물을 일정 크기로 분쇄시킬 때 발생되는 토사 혼합골재를 원료분배기를 이용하여 골고루 분배시켜 계단식 경사판으로 이송하고 이송단계에서 계단식 경사판 후미에서 강력한 바람을 불어넣어 토사 혼합골재에 내재 혼합된 이물질을 비중의 차이로 선별하므로 양질의 순환골재를 얻을 수 있는 순환골재 선별 및 그 생산장치에 관한 것이다.

더욱 구체적으로 본원의 순환골재를 선별 및 생산하기 위한 방법과 장치는, 골재의 분쇄공정 후 발생되는 이물질이 혼재된 토사 혼합골재가 이송컨베이어를 통해 원료투입호퍼로 유입될 시, 원료투입호퍼 하부에는 토사 혼합골재를 균등하게 분배하기 위해 스크류 날개를 갖는 원료분배기가 설치되어 유입골재를 골고루 분산시켜 계단식 경사판 상부로 균등하게 배출시키도록 유도하고, 계단식 경사판은 진동을 갖는 구조로 다단의 경사판으로 형성되어 유입골재가 경사판을 경유하여 낙하 될 시 경사판 후면에서는 송풍노즐이 설치되어 낙하되는 토사혼합골재에 강한 바람을 불어넣어 비중이 가벼운 이물질과 토분을 먼저 제거시키고 순수 혼합골재만을 진동스크린으로 이송시켜 진동스크린에서 골재를 입도별로 분류시키도록 구성하는 것을 특징으로 하는 건축 폐기물 순환골재 선별장치 및 그 선별방법에 관한 것이다.

순환골재, 풍력 선별기, 송풍기, 사이클론 집진기

Description

건축 폐기물 순환골재 선별장치 및 그 선별방법{Selecting Apparatus and its method for recycling construction waste material}

도 1 : 기존의 순환골재 생산 공정도

도 2 : 기존의 순환골재 생산을 위한 세척수조의 개략도

도 3 : 본원의 특징부를 나타낸 순환골재 생산 공정도

도 4 : 본원의 특징부를 나타낸 원료분배기 및 대칭형 이송스크류

** 도면에 사용된 부호의 설명**

1 : 벨트콘베이어 1 2 : 죠 크라셔

3, 4 : 벨트 콘베이어 2 5 : 토분

6 : 자력 선별기 7 : 금속물질

8 : 진동 스크린 9 : 석분

10 : 혼합골재 11 : 혼합골재 투입호퍼

12 : 토사혼합골재 배출수단 13 : 이송브레이드

14 : 이물질 배출수단 20 : 습식세척을 위한 집수조

100 : 이물질이 혼합된 원료골재 110 : 이송콘베이어

120 : 나선형 이송스크류 121 : 나선형 이송날개

130 : U자형 원료분배기 131 : 투입호퍼

132 : 원료분배기 케이싱 133 : 배출구

134 : 재순환 슈트 140 : 계단식 경사판

141 : 블로워 142 : 고압공기 분사노즐

143 : 토분 저류조 144 : 이물질 저류조

145 : 프레임구조 150 : 진동스크린

160 : 배기덕트 161 : 배풍기

162 : 사이클론 집진기 163 : 굴뚝

본 발명은 건축 폐기물로부터 순환골재 등을 선별하기 위한 선별장치에 관한 것으로, 기존 건축물의 철거 시 발생하는 건축 폐기물을 일정 크기로 분쇄시킬 때 발생되는 토사 혼합골재를 원료분배기를 이용하여 골고루 분배시켜 계단식 경사판으로 이송하고 이송단계에서 계단식 경사판 후미에서 강력한 바람을 불어넣어 토사혼합골재에 혼재된 이물질을 비중의 차이로 선별하므로 양질의 순환골재를 얻을 수 있도록 하는 순환골재 선별 및 생산장치에 관한 것이다.

최근에는 도시의 재개발 아파트 및 대단위 아파트의 재건축 등이 활발해 짐에 따라 건축 폐기물이 매년 약 2000만톤 이상 발생되고 있으며, 향후에는 더욱 많 은 양의 건축 폐기물이 발생할 것으로 예상되고 있다.

그러나 이와 같이 매년 발생되고 있는 건축 폐기물은, 재활용되는 빈도가 극히 미미하여 아주 극히 소량만이 도로공사의 노반 조성재나 충진 조성재로 재활용되고 있을 뿐, 나머지 대부분은 그대로 땅속에 매립되어 처분되거나 상당량이 무단 투기되어 심각한 토양의 오염을 유발시키고 있는 실정이다.

일반적으로 토목, 건축 폐기물로부터 골재나 기타 부산물을 재활용하기 위해 사용되는 종래의 기술은 도 1에 도시된 생산 공정도에서와 같이, 먼저 기존 건축물에서 수거된 건축 폐기물(10)은 벨트콘베이어 1(1)에 의해 이송되고, 수작업 등에 의한 1차 선별공정(S1)을 거쳐 목재 및 비닐 등의 이물질을 제거한 다음, 죠 크라셔(2) 등의 파쇄기에 의한 1차 파쇄공정(S2)을 통해 발생된 토분(5)를 분리한 후, 나머지 건축 폐기물(10)은 벨트 콘베이어 2(3,4)를 통해 이송 중 1차 자력 선별공정(S3)에서 자력 선별기(6)에 의해 금속물질(7)을 분리시켜 이동시키게 된다.

상기 공정 후 수작업 등에 의한 2차 선별공정(S4)을 통해 쓰레기, 비닐 등의 이물질을 제거하고, 1차 스크린 공정(S5)에 이송하면 격자 망체로 구성된 진동 스크린(8)을 통해 석분(9)을 분리해 내게 되며, 다시 육안에 의한 3차 선별공정(S6)을 통해 이물질을 제거한 다음, 2차 파쇄공정(S7)을 통해 파쇄된 건축 폐기물(10)은 마그네트 등의 2차 자력선별공정(S8)을 통하여 1차 자력 선별공정(S3)에서 잔류 되었던 철근 못 등의 금속물질(7)을 분리 해낸 다음, 격자 망체로 구성된 진동 스크린(8)을 통해 2차 스크린 공정(S9)을 거치면 모래(10a), 세골재(10b) 및 조골재(10c)로 순차적으로 분리되어 순환골재가 획득되어진다.

상기 공정 중, 1차 파쇄공정(S2)에서 얻어진 토사혼합골재(5)는 비닐, 스티로폼, 섬유 등의 이물질이 혼재되어 있어서 순환골재로 사용이 곤란하며, 이를 선별하기 위한 장치로 도 2 등의 습식 분류기가 다수 제안되어 있다.

도 2에 개시된 습식 분류기의 구성을 간략히 살펴보면, 1차 파쇄공정(S2) 후 얻어지는 토사혼합골재(5)를 호퍼(11)를 통해 집수조(20) 내에 연속하여 투입하면, 토사혼합골재(5)는 수중으로 침하되고 비중이 1이하인 각종 이물질은 집수조(20) 내의 수면위로 부유되는 구성을 가진다.

따라서, 수중으로 침하되는 토사혼합골재(5)는 호퍼(11) 하측의 집수조(20)내에 설치된 토사혼합골재 배출수단(12)에 의해 외측으로 배출시킬 수 있으며, 집수조(20)의 수면위로 부유된 이물질은 집수조(20)의 수면 위에서 집수조(20)의 외측으로 설치된 이물질 배출수단(13)에 의해 집수조(20)의 외측으로 배출시키는 구성을 가진다.

상기 종래부터 시행되어온 선행기술은 각종 건축 폐기물에 포함되어 있는 불순물을 분리하여 순수한 폐콘크리트에 의한 골재의 생산이 효과적으로 이루어질 수 있다는 장점이 어느 정도 확보되어 있으나, 불순물이 제거되는 과정에서 배출되는 배출수의 정수처리 문제 등의 후속 처리과정이 수반되며, 배출수의 정수처리가 원활하지 않을 경우에는 배출수에 의한 2차 환경오염이 발생하는 등의 문제점이 발생되며, 집수조의 내부에서 부유 불순물을 분리하는 효율이 기대치 보다 낮은 편이며, 이물질이 분류되는 과정에서 모래를 별도로 회수하여 재활용하지 않고 흙과 혼합된 상태로 그대로 폐기되는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 동절기에는 집수조 내부의 물이 결빙되어 사용이 불가능한 단점이 있으며, 젖은 상태의 순환골재를 건조 후 적치해야 하는 문제가 있고, 각종 기계 장치가 집수조 내부에 설치됨으로써 부식 혹은 고장을 일으킬 우려가 높은 또 다른 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것 으로서, 기존 건축물의 철거 시 발생하는 건축 폐기물을 순환골재로 사용하기 위해 가공되는 여러 공정 중, 골재의 분쇄공정 후 발생되는 이물질이 혼재된 토사 혼합골재가 컨베이어를 통해 원료투입호퍼로 유입될 시, 원료투입호퍼 하부에 토사 혼합골재를 균등하게 분배하기 위한 스크류 날개를 갖는 원료분배기가 설치되어 유입골재를 골고루 분산시켜 계단식 경사판 상부로 균등하게 배출시키도록 유도하고, 계단식 경사판은 진동을 갖는 다단 구조를 이루고 경사판 후부에는 송풍기가 설치되어 유입골재가 경사판을 경유하여 낙하 될 시 경사판 후면에서 낙하되는 토사 혼합골재에 강한 바람을 불어넣어 비중이 가벼운 비닐, 스티로폼, 섬유실 등 이물질과 토분을 먼저 제거시키고 순수 골재만을 진동스크린으로 이송시켜 진동스크린에서 순수골재만을 입도별로 분류시켜 양질의 순환골재를 얻을 수 있도록 함을 목적으로 한다.

본 발명은 건축 폐기물로부터 순환골재 등을 선별하기 위한 선별장치 및 그 선별방법에 관한 것으로, 본원의 특징부 구성을 좀더 상세하게 살펴보면, 1차 파쇄공정(S2)이나 2차 파쇄공정(S7)을 통해 파쇄된 건축 폐기물(10)을 진동스크린(8)으로 낙하시키기 전에 사전처리를 실시하고자 하는 것으로, 건축 폐기물(10)중에는 자갈과 모래, 토분, 비닐, 스티로폼(styrofoam) 및 각종 섬유 등의 이물질이 혼재되어 있는바, 이 건축 폐기물(10)이 뭉쳐있거나 모여있는 상태로 진동스크린으로 이송되거나 또는 송풍기로부터 바람을 불어 넣게 된다 할찌라도 이물질 분리효율이 반감되어 다시 분리해줘야 하는 문제점을 시정하기 위한 것으로, 본원에서는 건축 폐기물(10)을 뭉쳐진 상태로 보내지 않기 위하여 원료분배기를 이용하여 사전에 계단식 경사판 상부로 골고루 분배시켜 혼합골재를 이송시키고, 이송단계에서 계단식 경사판 후미에서 강력한 바람을 불어넣어 토사 혼합골재 중에 혼재된 이물질을 비중의 차이로 선별하여 양질의 골재성분만을 진동스크린으로 보내고자 하는 기술사상의 것이다.

상기의 기술사상을 구현하기 위한 일 실시예로서, 도 3을 통하여 본원의 기술구성 특징부가 개시하여 설명하여 본다.

본 발명의 건식 선별장치는 도 1에서의 1차 파쇄공정(S2)이나 2차 파쇄공정(S7)을 통해 파쇄된 건축 폐기물(10)을 진동스크린(8)으로 낙하시키기 전에 사전처리를 하고자 하는 것으로, 사전처리 형식으로는 건축 폐기물(10)이 뭉쳐있는 상태로 보내지 않기 위하여 나선형 스크류를 내장하는 원료분배기를 이용하여 건축 폐기물(10)을 골고루 분배시켜 계단식 경사판으로 이송시키는 구조이고, 계단식 경사판 후미에는 강력한 바람을 불어주는 공기분사노즐이 설치되어 고압공기를 불어 넣 어 토사 혼합골재 중에 혼재된 이물질을 비중의 차이와 풍압으로 선별시켜 줌으로 양질의 순환골재를 얻을 수 있는 순환골재 선별방법 및 그 생산장치를 특징부로 갖는 것이다.

본원의 특징부를 갖는 선별장치는 기존의 건축 폐기물로부터 순환골재를 얻기위해 사용되는 방법들과 장치들이 병용되어 사용될 수 있음은 당연하며, 도 3에서는 본원에서 이용될 수 있는 순환골재 생산장치의 일 실시예를 나타낸 것으로, 그 실시양태를 도면을 참조하여 상세하게 설명하여 보면, 토사와 이물질이 혼합된 원료골재(100)가 이송콘베이어(110)를 타고 이송되어 나선형 이송스크류(120)를 내장하는 U자형 원료분배기(130) 내부로 유입되고, 원료분배기(130)의 내부에서는 나선형 날개(121)가 대칭구조를 갖고 투입골재가 나선형 날개에 의해 양쪽으로 분산되는 구조이고, 저부로는 토사 혼합골재가 여러개의 출구(E1, E2, E3)로 골고루 분산시켜 배출되는 구조를 이루도록 하여 분산 배출시키고자 하는 것인바, 계단식 경사판(140) 상부로 골고루 분산되어 낙하되는 원료골재(100)는 다단식 경사판을 경유하며 낙하되어 진동스크린으로 이송되는바, 계단식 경사판(140) 후면에는 블로워(141)에서 불어주는 고압공기가 분사노즐(142)에서 강력한 바람을 불어 넣어 토사 혼합골재 중에 혼재된 이물질을 비중의 차이로 선별하여 토분은 토분저류조(143)에, 비중이 작은 비닐, 스티로폼 및 섬유 등의 이물질은 이물질 저류조(144)에 각각 저장시키고, 이물질이 분리된 혼합골재는 진동스크린(150)을 경유하며 입도별로 분리되어 모래(10a), 세골재(10b) 및 조골재(10c)등으로 순차적으로 분리되어 순환골재가 획득되어진다.

또한 상기 계단식 경사판(140)이나, 진동스크린(150)은 외부에 설치된 진동발생용 모터에 의하여 진동이 이루어지고, 계단식 경사판(140) 부재는 복수개가 서로 일정 거리가 이격된 상태로서 서로 간에 일정 간극이 형성된 형태로 결합 설치되어지며, 상기 각각의 경사판부재는 필요에 따라 경사각도를 조절하여 상기 간극과 자체 경사도를 조절할 수 있게 구성되며, 미분이 부착되는 것을 방지하기 위하여 고무판이나 엔지니어링플라스틱을 소재로 하여 제작이 이루어 진다.

상기 공정에서 수행되는 제 과정은 먼지가 많이 발생되는 공정이므로 U자형 원료분배기(130) 및 계단식 경사판(140)의 외곽을 감싸는 프레임구조에 기밀을 갖는 구조를 이루고 배기덕트(160)를 통하여 제 공정에서 발생되는 미분을 제거하기 위하여 배풍기(161), 사이클론 집진기(162), 굴뚝(163) 등의 집진설비를 거쳐 부유먼지를 제거하는 집진설비가 구성될 수 있음을 물론이다.

도 4의 (가)는 본원에서 이용되는 U자형 원료분배기(130)를 도시하고 있는바, 원료분배기(130)는 하부 일측으로 U자형을 이루며 그 내부로 나선형 이송스크류(120)가 내장되고 U자형 바닥 저면으로 다수 개의 배출구(133)를 갖고 유입호퍼(131)는 원료분배기(130)의 중앙에 갖는 구조로 케이싱(132)을 이루어 형성되고, 이송콘베이어(110)를 타고 이송되어 온 혼합 원료골재(100)를 이송받게 되면, 원료분배기(130)내부에는 대칭형 나선형 이송스크류(120)가 내장되어 외부로 이송하는 이송날개(121)에 의해 원료골재를 양쪽으로 분산시켜 다수개의 배출구(133 ; E1, E2, E3 등)로 배출할 수 있는 원료분배기(130)의 일 실시예를 나타내고 있는 것이고, 도 4의 (나)는 본원에서 이용되는 U자형 원료분배기(130)내에 내장되는 대칭형 나선형 이송스크류(120)의 특징을 도시하기 위해 외부를 제거한 상태의 나선형 스크류만을 도시하고 있으며, 또 도 4의 (가)와는 다른 실시양태로서 더욱 정확한 골재분배를 원할 경우 E1, E2, E3 등으로 형성되는 배출구 중에서 최 외곽 배출구에 슈트를 연결 설치하여 계단식 경사판(140)에서 처리 가능한 골재량만을 배출하고 잉여량은 슈트를 통하여 이송콘베이어(110)으로 재순환(Feed back)시킬 수 있는 구성을 나타내고 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 기존 건축물의 철거 시 발생하는 건축 폐기물을 순환골재로 사용하기 위해 가공되는 여러 공정 중, 파쇄 공정 시 발생되는 토사혼합골재를 수거한 다음, 강한 풍력을 이용하여 토사혼합골재와 혼합된 이물질을 비중의 차이로 선별하므로 양질의 재생토사혼합골재를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 선별과정 중 발생되는 미세한 토분은 대기 중으로 비산되는 것을 방지하도록 집진기를 설치하여 환경오염을 방지하며, 토사혼합골재와 이물질을 분리시키기 위한 세척수를 사용하지 않으므로 환경적인 제약이 적은 또 다른 효과가 있다.

Claims (3)

1. 건축 폐기물을 이용하여 순환골재를 선별 및 생산하는 방법에 있어서,

   분쇄공정(S2)(S7)후 발생하는 이물질이 혼재된 토사 혼합골재가 컨베이어를 통해 원료투입호퍼로 유입될 시, 원료투입호퍼 하부에는 토사혼합골재를 균등하게 분배하기 위해 좌,우 대칭형을 갖는 스크류 날개를 갖는 원료분배기가 설치되어 유입골재를 골고루 분산시켜 계단식 경사판 상부로 배출시키도록 유도하고, 계단식 경사판은 진동을 갖는 구조로 다단의 경사판으로 형성되어 유입골재가 경사판을 경유하여 낙하 될 시 경사판 후면에는 송풍기 또는 송풍노즐이 설치되어 낙하되는 토사 혼합골재에 경사판 사이사이로 강한 바람을 불어넣어 비중이 가벼운 이물질과 토분을 먼저 제거시키고 혼합골재 만을 진동스크린으로 이송시켜 진동스크린에서 골재를 입도별로 분류시키는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축 폐기물 순환골재 선별방법.
2. 건축 폐기물을 이용하여 순환골재를 생산하는 선별장치에 있어서,

   분쇄공정(S2)(S7)후 발생하는 이물질이 혼재된 토사 혼합골재가 컨베이어를 통해 U자형 원료투입호퍼로 유입되고, 원료투입호퍼 하부로는 토사 혼합골재를 균등하게 분배하기 위한 나선 스크류형 날개를 갖는 원료분배기(130)가 설치되어 유입골재를 계단식 경사판 상부로 골고루 분산시켜 배출시키도록 기능하고, 계단식 경사판(140)은 진동을 갖는 구조로 다단의 경사판으로 형성되어 유입골재가 경사판 을 경유하여 낙하시키도록 하며, 경사판 후면에는 송풍시설(141,142)이 설치되어 낙하되는 토사 혼합골재에 경사판 사이사이로 강한 바람을 불어넣어 비중이 가벼운 이물질과 토분을 제거시키고 혼합골재 만을 진동스크린으로 이송시키는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축 폐기물 순환골재 선별장치.
3. 제2항에 있어서,

   원료분배기는 좌,우 대칭형을 갖는 스크류 날개를 갖고 잉여분의 골재는 재순환(Feed back)시키는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축 폐기물 순환골재 선별장치.

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