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KR20090027436A - Specific gravity sorting device and method for circulating aggregate using vortex - Google Patents

Specific gravity sorting device and method for circulating aggregate using vortex Download PDF

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KR20090027436A
KR20090027436A KR1020070092655A KR20070092655A KR20090027436A KR 20090027436 A KR20090027436 A KR 20090027436A KR 1020070092655 A KR1020070092655 A KR 1020070092655A KR 20070092655 A KR20070092655 A KR 20070092655A KR 20090027436 A KR20090027436 A KR 20090027436A
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outlet
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주식회사 그린환경
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Abstract

본 발명은 와류를 이용한 순환골재의 비중 선별장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설폐기물로 분류되는 순환골재를 공급하며 상승 와류와 하강 와류를 개별적으로 또는 동시에 조성하여 다양한 밀도를 갖는 순환골재의 이동 경로를 예측하여 선별할 수 있도록 하는 와류를 이용한 순환골재의 비중 선별장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a specific gravity sorting device and a method for circulating aggregates using vortices, and more particularly, to supply circulating aggregates classified as construction waste, and to form a rising vortex and a falling vortex separately or simultaneously to form a circulation having various densities. The present invention relates to a specific gravity sorting device for circulating aggregates using vortices and a method for selecting and predicting a moving path of aggregates.

이러한 본 발명은 하측면에 유입구(11)를 설치하고, 중앙에서 소정의 높이로 돌출한 유출구(12)를 설치한 와류 탱크(10)와;The present invention has a vortex tank (10) provided with an inlet (11) on the lower side, the outlet 12 protruding to a predetermined height from the center;

상기 유입구(11)와 연결하며 와류 탱크(10)에 유체를 공급하는 공급 탱크(20)와;A supply tank 20 connected to the inlet 11 and supplying a fluid to the vortex tank 10;

상기 와류 탱크(10)의 한 부분에 용수를 공급하는 펌프(31)와 연결하며, 상기 공급 탱크(20)에 펌프(21)를 통하여 용수를 공급하도록 연결한 저장 탱크(30)와;A storage tank 30 connected to the pump 31 for supplying water to a portion of the vortex tank 10 and connected to supply the water through the pump 21 to the supply tank 20;

상기 유출구(12)와 저장 탱크(30)를 연결하며 물과 함께 유출된 부유물을 분류하는 분류기(40)로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.The outlet 12 and the storage tank 30 is characterized in that it consists of a classifier 40 for classifying the suspended matter with water.

Description

와류를 이용한 순환골재의 비중 선별장치 및 그 방법{Specific gravity sorting device of the circulating aggregate using a swirl and that method}Specific gravity sorting device of the circulating aggregate using a swirl and that method}

본 발명은 와류를 이용한 순환골재의 비중 선별장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설폐기물로 분류되는 순환골재를 공급하며 상승 와류와 하강 와류를 개별적으로 또는 동시에 조성하여 다양한 밀도를 갖는 순환골재의 이동 경로를 예측하여 선별할 수 있도록 하는 와류를 이용한 순환골재의 비중 선별장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a specific gravity sorting device and a method for circulating aggregates using vortices, and more particularly, to supply circulating aggregates classified as construction waste, and to form a rising vortex and a falling vortex separately or simultaneously to form a circulation having various densities. The present invention relates to a specific gravity sorting device for circulating aggregates using vortices and a method for selecting and predicting a moving path of aggregates.

건설폐기물은 밀도 2.6 정도의 골재와 밀도 2.3의 콘크리트, 그리고 그 이하의 밀도를 갖는 다양한 혼합물이다. 이와 같이 폐콘크리트 중에는 다양한 밀도와 형태를 갖기 때문에 여러 가지 방법으로 분리하는 것이 가능하다. 현재 활용되고 있는 분리 방법 중 폐콘크리트 중의 이물질을 분리하는 방법에는 다음과 같은 것들이 있다.Construction waste is a mixture of aggregates of density 2.6 and concrete of density 2.3 and lower. In this way, since the waste concrete has various densities and shapes, it can be separated in various ways. Among the currently used separation methods, there are the following methods for separating foreign substances from waste concrete.

인력 선별(手選; Hand picking)은 광물을 인력에 의하여 선광하는 것을 말한다. 최근 인건비를 절약할 목적으로 인력 선별하지 않고 중액 선별과 같은 기계적 방법으로 전환하고자 하나 아직도 인력선별을 유용하게 이용하고 있다. Hand picking refers to mineral beneficiation by attraction. In order to save labor costs, the company has recently decided to switch to mechanical methods such as heavy screening instead of screening personnel.

비중 선별법(比重選鑛法; gravity separation)은, 유색광물과 폐콘크리트와 폐건자재 또는 유용광물 사이에 충분한 비중차이가 있으며 광물입자의 크기가 거의 비슷한 경우에는 비중 차에 의한 입자의 낙하속도의 차를 이용하여 선별이 되며, 비중선광에서는 입자에 작용하는 외력으로서 수력을 이용하는 습식법과 풍력을 이용하는 건식법도 있다.Gravity separation is the difference in specific gravity between colored minerals and waste concrete and waste building materials or useful minerals. In the non-radiative beneficiation, there is also a wet method using hydraulic power and a dry method using wind power.

도 1은 종래 비중 선광기의 일종인 지그(jig)를 나타낸 것이다. 탱크 내에 고정된 체(screen) 상에 광석을 공급하고 반대 측의 피스톤으로 물을 상하로 운동시키면 비중이 작은 입자는 상부로, 비중이 큰 입자는 하부로 이동하여 모이므로 이들 각각을 따로 분리할 수 있다. 비중 선광의 적용 입도는 조립의 경우는 2~20mm, 세립은 200mesh 정도이다. 이와 같은 풍력과 수력 선광들을 이용하면 건설폐기물 속에 함유된 비중이 낮은 목재류, 폐플라스틱류 등을 효과적으로 제거할 수 있다.Figure 1 shows a jig (jig) which is a kind of conventional specific gravity beneficiator. When the ore is fed onto a screen fixed in the tank and the water is moved up and down with the piston on the opposite side, the particles having a lower specific gravity move to the top and the particles having a higher specific gravity move to the lower side to separate them. Can be. The specific particle size of beneficiation beneficiation is 2 ~ 20mm for assembly and 200mesh for fine grain. The use of such wind and hydro beneficiation can effectively remove low-density wood, waste plastics, etc. contained in construction waste.

자력선별법(磁力選鑛法; magnetic separation)은, 자성광물과 비자성 광물은 그 자성의 차이를 이용하여 자장을 적용하여 분리된다. 강자성인 자철광은 비자성인 폐콘크리트로부터 자선분리가 용이하며 자철광이나 사철 등에 응용되는 선광법 이다. 건설폐기물속에 함유된 철편류 특히 폐콘크리트에 함유된 철근을 제거하는데 효과적인 방법이지만, 비중에 따른 선별이 어려운 단점이 있다.In magnetic separation, magnetic minerals and non-magnetic minerals are separated by applying a magnetic field using the difference in magnetic properties. Ferromagnetic magnetite is a beneficiation method that can be easily separated from non-magnetic waste concrete and applied to magnetite or sand iron. Although it is an effective method for removing the steel fragments contained in the construction waste, especially the steel reinforcement contained in the waste concrete, it is difficult to screen according to specific gravity.

중액선별법(重液選鑛法; heavy media separation)은, 비중선광법의 일종으로 광석중의 유용광물과 폐콘크리트의 중간 정도의 비중을 갖는 액체(중액)를 만들어 여기에 광석을 넣어 비중이 작은 불순물을 띄우고 비중이 큰 콘크리트는 가라앉게 하여 분리하는 방법이다. Heavy media separation is a type of specific gravity beneficiation that produces a liquid (heavy liquid) with a medium specific gravity between useful minerals in the ore and waste concrete. Concrete with high impurity and high specific gravity is settled and separated.

중액을 만들 경우에는 0.5mm 정도의 중액재를 물에 타서 현탁한 의중액(擬重液)으로 한다. 의중액을 만들기 위해 물에 현탁시키는 재료를 중액제(重液材 또는 重質; materials for suspension)라고 하며 대개 Fe-Si 합금, 황철석, 방연석, Fe-Si과 자철광과의 혼합물이 사용된다. In the case of making a heavy liquid, a heavy liquid of about 0.5 mm is poured into water and suspended in water. Suspensions in water to make a medicinal solution are called materials for suspension, usually a mixture of Fe-Si alloys, pyrite, galena, Fe-Si and magnetite.

정전선별법(靜電選鑛法; electrostatic separation)은, 정전 선별기는 정진 유도형(예: Blake-Moorsher 형)과 코로나 방전형(예: Huff형)으로 나누어진다. 도 2a는 전자를, 도 2b는 후자를 나타낸 것이다. 전자의 경우는 감응에 의하여 고압으로 대전된 금속 롤 표면에 작은 광석을 공급해주면 전도성 광물은 전도에 의해 같은 부호로 대전되어 튕겨 나가지만, 부도체 광물은 대전이 안 된 채로 중력에 의하여 떨어져 내려간다. In the electrostatic separation method, the electrostatic separator is divided into a forward induction type (eg Blake-Moorsher type) and a corona discharge type (eg Huff type). FIG. 2A shows the former and FIG. 2B shows the latter. In the former case, when a small ore is supplied to the surface of the metal roll charged at high pressure by induction, the conductive mineral is charged and bounced out by the same sign by conduction, but the non-conductive mineral falls by gravity without being charged.

코로나 방전형의 경우는 접지된 롤의 가까이에 고압으로 대전된 가는 금속선이나 빗 모양으로 된 첨극(尖極) 들을 직선으로 놓으면 여기에서 롤의 방향으로 전 기가 분사된다. 그러면 이 전기에 의하여 도체인 광물은 감응되나 받은 전기를 바로 롤로 유출시켜 약간의 영향을 받거나 혹은 무감응 상태로 떨어져 내려가고 부도체광물은 금속 선과는 반대부호로 대전된 롤 면에 붙은 채로 돌다가 솔에 씻겨져 떨어진다는 단점이 있다.In the case of the corona discharge type, when a thin metal wire or comb-shaped peaks charged with high pressure are placed in a straight line near the grounded roll, the electric power is injected in the direction of the roll. The electricity is then sensitized by the electricity, but the received electricity flows directly to the roll, which is slightly affected or dropped in an insensitive state, and the non-conductive mineral is attached to the roll face charged with the opposite of the metal wire. It has the disadvantage of being washed off.

부유선별법(浮游選鑛法; flotation)은, 도 3에 도시한 바와 같이 부유선별기의 예로서 부유선별기조작으로는 미분광석의 혼합수용액, 즉 광액(鑛液; pulp)에 포수제를 넣어 유용광물을 선택적으로 소수성으로 만들고, 이어서 파인유(pine 油)와 같은 기포제를 넣은 광액에 공기를 불어 넣어서 기포를 발생시키면 충분히 소수성으로 된 광물은 기포에 부착하여 액면에 떠오르므로 표면의 거품을 긁어모으면 부선된 광물만을 채취할 수 있다. 반면에 친수성의 광물은 기포에 부착되지 않고 광액 중에 그대로 남아 있으므로 침광(沈鑛)으로서 분리, 채취된다. 부선법은 산화광물, 규산염광, 기타 비황화광, 석탄 등의 선광법으로 널리 쓰이고 있지만, 콘크리트는 친수성을 띠기 때문에 적용하기 힘들다는 단점이 있다.Flotation is a floating sorter as an example of the flotation sorter, as shown in FIG. 3, which is used as a flotation agent in a mixed aqueous solution of finely divided ore, that is, a mineral containing pulp. Is made hydrophobic selectively, and then air is generated by blowing air into a liquid solution containing a foaming agent such as pine oil, and the sufficiently hydrophobic minerals adhere to the bubbles and float on the liquid surface. Only minerals can be harvested. Hydrophilic minerals, on the other hand, do not adhere to bubbles and remain in the mineral solution and are separated and collected as a guide. Floating method is widely used as beneficiation method of oxide mineral, silicate ore, non-sulfurized ore, coal, etc., but concrete is difficult to apply because it is hydrophilic.

도 4는 국내에서 실용화되어 있는 수조를 통한 이물질 제거 방식(건설신기술 126호)의 기본 개념을 나타낸 것이다. 본 방식은 수조에 파쇄된 폐콘크리트를 투입하고, 투입한 폐콘크리트를 컨베이어로 반대측으로 이동시키면서, 컨베이어의 하부에서 기포를 발생시켜 비중이 낮은 이물질을 부상시키고, 용수는 골재의 흐름과 직각방향으로 순환하여 부유한 이물질을 제거하는 방식이다.Figure 4 shows the basic concept of foreign matter removal method (new construction technology 126) through a water tank that is practically used in the country. In this method, the crushed waste concrete is introduced into the tank, and the injected waste concrete is moved to the opposite side by the conveyor, and bubbles are generated at the bottom of the conveyor to raise foreign substances having low specific gravity, and the water is perpendicular to the flow of aggregate. It is a way to circulate and remove floating foreign substances.

이 방식은 폐목재, 폐비닐, 폐스티로폼 등과 같이 비중이 낮은 이물질을 제거하는데 유효한 것으로 알려져 있지만, 부유력이 낮기 때문에 비중이 매우 낮은 것만을 제거할 수 있는 단점이 있다. This method is known to be effective in removing foreign matters having a low specific gravity, such as waste wood, waste vinyl, waste styrofoam, etc., but has a disadvantage in that only the very low specific gravity can be removed due to the low floating force.

종래 부유선별법은 두 가지 방식으로 분류할 수 있다. 하나는 단순히 물의 부력에 의존하는 것으로 부력에 의한 부상을 허용하기 위해서는 시간이 걸리기 때문에 플랜트가 커지는 문제가 있다. 이의 개선된 방식으로는 기포를 발생시켜 부유력을 높이는 방식이지만, 기존의 부유선별법은 부유력이 낮고 체류시간이 한정되어 있을 뿐만 아니라 골재와의 이동 경로가 동일하기 때문에 비중이 1.0에 근접하는 것을 부유시키기 어렵다는 단점이 있다.Conventional flotation screening can be classified in two ways. One simply relies on the buoyancy of the water, which causes the plant to grow because it takes time to allow injury due to buoyancy. The improved method is to increase bubbles by generating bubbles, but the existing flotation method has a specific gravity approaching 1.0 because of low floating force, limited residence time, and the same movement path with aggregate. It is difficult to float.

본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 상·하부의 지름이 다른 원통내에서 상승 와류와 하강 와류를 발생시키고 이 상승 와류와 하강 와류가 각각 또는 동시에 제공되는 것에 의해 폐콘크리트에 포함된 상대적으로 중량이 가벼운 물질을 부유하게 하여 분리하는 구조 및 그 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks. The present invention provides risen and falling vortices in a cylinder having different diameters of upper and lower portions, and the rising and falling vortices are provided respectively or simultaneously to the waste concrete. It is to provide a structure and a method for making the separated relatively light weight material by floating to separate.

본 발명은 와류의 순환에 의해 발생하는 상승력을 이용하기 때문에 기존의 단순 부력 방식이나 기포 부력 방식에 비하여 부유력이 매우 크고, 골재와 이물질은 동일하게 투입되지만 이물질 분류 내에서 다른 이동경로를 갖도록 유도함으로써 비중이 1.0 이상의 것도 부유하게 하여 분류하는 것이다. In the present invention, since the lifting force generated by the circulation of the vortex is used, the floating force is much higher than that of the conventional simple buoyancy method or the bubble buoyancy method. As a result, a specific gravity of 1.0 or more is made rich and classified.

본 발명은 상승 와류((Rising Current)와 와류(Vortex) 또는 하강 와류를 이용하여 순환골재에 포함된 이물질을 분리하기 위한 것으로, The present invention is to separate the foreign matter contained in the circulation aggregate by using the rising current (Rising Current) and the vortex (Vortex) or falling vortex,

상승 와류는 중력방향으로 침강하고자 하는 비중 1.0 이상의 물질의 침강하지 않고 부유하도록 하며, 하강 와류는 수직방향의 물질의 움직임을 수평으로 분산하여 부유하기에 요구되는 충분한 시간을 제공함과 동시에 연속공정에서 후속 물의 투하에 의해 발생하는 부유 장애를 제거하기 위한 용도로 사용하는 것이다. The rising vortex allows the suspended material to float without sedimentation of the specific gravity of 1.0 or more to be settled in the direction of gravity. It is used to remove the floating obstacle caused by the drop of water.

상승 와류는 높은 비중에 의한 순환골재(고체물질)의 분리에 매우 효과적이 며, 정지된 또는 정상적인 유체의 이동에 비하여 하강 와류는 매우 많은 수송에너지를 가지기 때문에 다양한 물질이 혼합된 건설폐기물로부터 이물질을 제거하는 공정으로 매우 적합한 기술적 환경을 제공하는 것이다.Ascending vortices are very effective for the separation of circulating aggregates (solid materials) due to their high specific gravity.The descending vortices have a lot of transport energy compared to the movement of stationary or normal fluids. The removal process provides a very suitable technical environment.

본 발명은 와류의 순환에 의해 발생하는 상승력을 이용하기 때문에 기존의 단순 부력 방식이나 기포 부력 방식에 비하여 부유력이 매우 크다는 효과를 제공하는 것이다.The present invention provides the effect that the floating force is very large compared to the conventional simple buoyancy method or bubble buoyancy method because it uses the lifting force generated by the circulation of the vortex.

본 발명은 골재와 이물질은 동일하게 투입되지만 이물질 분류 내에서 다른 이동경로를 갖도록 유도함으로써 비중이 1.0 이상의 것도 부유하게 하는 장점을 제공하며, 기본의 방식에 비하여 플랜트의 크기를 매우 줄이고 체류시간도 단축할 수 있는 효과를 제공하는 것이다. The present invention provides the advantage that the aggregate and the foreign matter is introduced in the same but different concentration paths within the foreign matter classification to make the specific gravity more than 1.0, and the size of the plant is greatly reduced compared to the basic method and the residence time is also shortened. It is to provide an effect that can be done.

본 발명은 상승 와류와 하강 와류를 이용하여 순환골재에 포함된 이물질을 분리하기 위한 것으로, 상승 와류는 높은 비중에 의한 고체물질의 분리를 돕고, 하강 와류는 매우 많은 수송에너지는 가지고 있어서 다양한 물질이 혼합된 건설폐기물로부터 이물질을 제거하여 효과적인 이물질의 제거를 가능하게 하는 것이다.The present invention is to separate the foreign matter contained in the circulating aggregate using the rising vortex and the falling vortex, the rising vortex helps to separate the solid material by a high specific gravity, the falling vortex has a very large transport energy, so that various materials It is to remove the foreign matter from the mixed construction waste to enable effective removal of the foreign matter.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.According to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

종래 기술은 혼합물을 동일 장소에서 연속적으로 투하함으로써 이전에 투입된 혼합물에서 이물질이 부유하려는 순간 후에 투입된 혼합물에 의해 부유가 방해 받아 비중이 가벼운 이물질이 부유하지 못하고 다른 재료와 같이 하부에 적재되는 현상이 자주 발생한다. In the prior art, by continuously dropping a mixture in the same place, it is often prevented that floating is prevented by the added mixture after the moment of foreign matter floating in the previously added mixture, and the foreign substance which is light in specific gravity is not floating and is loaded at the bottom like other materials. Occurs.

이러한 현상을 제거하기 위해서는 투입 위치를 연속적으로 변화키는 방법과 투입된 혼합물이 수평방향으로 이동하도록 하는 방법을 생각할 수 있다. 상기 방법은 기계적으로 투입구를 이동하도록 하면 되지만 실용적으로 설치하는 것은 간단하지 않다. 반면 후술한 방법은 유체의 급격한 수평방향의 이동을 형성하면 되므로 어렵지 않게 설치할 수 있다. 가장 효율적인 것은 와류(상승 및 하강)를 형성하는 방법이다.In order to eliminate this phenomenon, a method of continuously changing the feeding position and a method of allowing the injected mixture to move horizontally can be considered. The above method can be done by mechanically moving the inlet, but practical installation is not simple. On the other hand, the method described later can be installed without difficulty since it is necessary to form a rapid horizontal movement of the fluid. The most efficient is the method of forming vortices (rising and falling).

종래 기술에서 건설폐기물은 연속적으로 분리장치에 투입되어 이송장치에 적재되는데, 이물질이 완전히 제거되지 않은 상태에서 이송장치에 적재되었기 때문에 이송하면서 이물질을 제거하게 된다. In the prior art, the construction waste is continuously loaded into the separating apparatus and loaded into the conveying apparatus, which removes the foreign substances during the conveyance because the foreign substances are loaded into the conveying apparatus without being completely removed.

그러나 이송장치에 적재된 건설폐기물은 급격한 진동을 받도록 만들 수 없기 때문에 그 움직임이 정적이므로, 이물질이 효과적으로 상부로 분리하는 것이 용이하지 않다. However, since the construction waste loaded on the conveying device cannot be subjected to rapid vibration, its movement is static, and it is not easy to separate the foreign matter effectively upwards.

어떠한 재료를 분리하려면, 그 효율이 극대화 되도록 각 재료의 이동을 보다 합리적으로 구성하여야 한다. 건설폐기물에 혼합된 각종 이물질을 선별하기 위하여 개발된 부유방식의 기존기술의 경우 제거하고자 하는 이물질의 이동방향, 이용하고자 하는 순환골재의 이동방향, 그리고 이물질의 제거에 이용하는 유체(때로는 기체를 포함)의 이동방향이 서로 간섭을 받도록 구성되었다.To separate any material, the movement of each material must be more reasonably constructed to maximize its efficiency. In the existing floating-type technology developed to sort out various foreign substances mixed with construction waste, the moving direction of the foreign matter to be removed, the moving direction of the circulating aggregate to be used, and the fluid used to remove the foreign matter (sometimes including gas) The directions of movement of are interfered with each other.

즉, 이물질의 이동선과 수분의 이동 벡터와 및 골재의 이동 벡터가 각각 직각을 이루도록 설계된 것이다. 이러한 방식으로는 부유하려는 이물질의 움직임이 다른 물질의 이동에 의해 간섭되기 때문에 이물질의 부유가 용이하지 않게 되어 효율이 떨어질 수 밖에 없다. That is, the moving line of the foreign matter, the moving vector of the moisture, and the moving vector of the aggregate are designed to form a right angle. In this way, since the movement of the foreign matter to be suspended is interfered by the movement of other substances, the floating of the foreign matter is not easy and the efficiency is inevitably reduced.

그러므로 부유력을 향상하기 위해서는 이물질의 이동벡터와 유체의 이동 벡터를 동일하게 함으로써 이물질의 부유력을 향상시키고, 동시에 골재의 중력에 의한 침하력이 크기 때문에 골재의 이동 벡터와 유체의 이동벡터는 역으로 구성하는 것이 바람직하다. Therefore, in order to improve the floating force, the floating vector of the foreign material and the fluid moving vector are the same, and the floating force of the foreign material is increased. It is preferable to constitute.

본 발명은 상승 와류(Rising Current)와 와류(Vortex) 또는 하강 와류를 이용하여 순환골재에 포함된 이물질을 분리하고자 하는 것이다. The present invention is to separate the foreign matter contained in the recycle aggregate by using the rising current (Rising Current) and the vortex (Vortex) or falling vortex.

상승 와류는 중력방향으로 침강하고자 하는 비중 1.0 이상의 물질의 침강하지 않고 부유하도록 하며, 하강 와류는 수직방향의 물질의 움직임을 수평으로 분산하여 부유하기에 요구되는 충분한 시간을 제공함과 동시에 연속공정에서 후속 물의 투하에 의해 발생하는 부유 장애를 제거하기 위한 용도로 사용된다.The rising vortex allows the suspended material to float without sedimentation of the specific gravity of 1.0 or more to be settled in the direction of gravity. It is used to eliminate the floating obstacle caused by the drop of water.

상승 와류는 높은 비중에 의한 고체물질의 분리에 매우 효과적이며, 또한 정지된 또는 정상적인 유체의 이동에 비하여, 하강 와류는 매우 많은 수송에너지를 가지고 있기 때문에 다양한 물질이 혼합된 건설폐기물로부터 이물질을 제거하는 공정으로 매우 적합한 기술적 환경을 제공한다. Ascending vortices are very effective for the separation of solid materials by high specific gravity, and because descending vortices have very high transport energy compared to stationary or normal fluid movement, Provide a highly suitable technical environment for the process.

이와 같은 상승 와류와 하강 와류에 관한 이론적인 배경을 개괄하면 다음과 같다.The theoretical background of the rising and falling vortices is as follows.

상승 와류(Rising Current of Water)는, 물은 수증기에 비하여 밀도가 약 1,700배 높기 때문에 동일한 조건이라면 유동에 의해 어떤 고체물체를 이동시킬 경우 물에 의한 이동이 훨씬 크게 된다. 이러한 방식은 각종 플랜트에서 그 효율성이 입증되어 있으며, 대표적으로는 석탄입자를 이송하기 위하여 석탄입자를 물과 혼합하여 슬러리를 만든 후 배관을 통하여 이송하는 것과, 보일러에서 발생하는 각종 애쉬를 분쇄 후 야적장에 이송하기 위한 방식 등이 있다. 이와 같이 유체에 의한 물체의 이송은 매우 효율적인 방식이며, 기체에 의한 것보다 효율이 매우 높다.Rising Current of Water has a density of about 1,700 times higher than water vapor, so if the same conditions move a solid object by flow, the movement by water is much greater. This method has proven its effectiveness in various plants, and typically, to transport coal particles, coal particles are mixed with water to make a slurry, which is then transported through a pipe, and various ashes generated from a boiler are pulverized There is a method for transferring to. As such, the transport of objects by fluid is a very efficient way and is much more efficient than by gas.

유체를 수송 매체로 이용하는 경우 유체의 이동 방향은 중력의 수평 또는 중력방향으로 설정하는 것이 일반적이다. 이것은 유체와 유체속의 고체를 동시에 수직방향으로의 이송할 경우 높은 에너지가 요구되기 때문이다.When the fluid is used as the transport medium, the direction of movement of the fluid is generally set in the horizontal or gravity direction of gravity. This is because high energy is required when the fluid and the solid in the fluid are simultaneously transported in the vertical direction.

그러나 본 발명과 같이 여러 혼합물이 혼재된 것에서 일정한 비중의 것을 분리하는 분리기의 경우 유체의 이동 방향을 중력의 반대방향으로 설정하는 것, 즉 상승 와류(Rising Current)를 이용하는 것이 바람직하다. 부력과 연합된 상승 와류에 의해 비중이 낮은 것은 쉽게 부유하게 할 수 있고, 비중이 상대적으로 큰 것은 상승 와류나 부력에 상관없이 침강할 것이기 때문이다. However, in the case of the separator which separates a certain specific gravity from a mixture of several mixtures as in the present invention, it is preferable to set the moving direction of the fluid in a direction opposite to gravity, that is, use a rising current. The low specific gravity caused by the rising vortex associated with the buoyancy can easily make it rich, while the relatively high proportion will settle regardless of the rising vortex or buoyancy.

지구는 자전을 하기 때문에 지구상에서 운동하는 모든 물체는 이 자전의 영향을 받게 되어 북반구에서 운동하는 물체는 운동 방향에 오른쪽으로, 남반구에서는 왼쪽으로 힘을 받게 되는데 이를 코리올리(Coriolis Force)의 힘이라 하며, 이 힘 때문에 우리 가정의 세면대에서 물이 내려갈 때 북반구에서는 반시계 방향으로 돌면서 내려가고, 남반구에서는 시계 방향으로 돌면서 내려간다. Because the Earth rotates, all objects moving on the earth are affected by this rotation, and objects moving in the northern hemisphere are forced to the right in the direction of movement and to the left in the southern hemisphere, which is called the Coriolis Force. Because of this power, when water descends from the sink of our home, it turns counterclockwise in the northern hemisphere and clockwise in the southern hemisphere.

이와 같이 물이 회전할 때 생기는 원심력의 작용으로 회전하는 물은 바깥쪽으로 밀리는 힘을 받아 물의 중심에 공기 기둥이 생기게 되고, 물의 위쪽은 수압이 작고, 아래쪽은 수압이 크게 된다. 이러한 유체의 거동을 와류(Vortex)라고 한다.As the water is rotated by the action of the centrifugal force as described above, the rotating water is pushed outward to create an air column in the center of the water, the upper portion of the water pressure is small, the lower portion of the water pressure is large. This behavior of the fluid is called Vortex.

이러한 와류는 자연 상태에서 자주 발생하는데, 기체의 경우 회오리바람, 물의 경우 소용돌이의 형태로 나타난다. 규모가 작은 회오리바람은 재미있는 구경거리가 되기도 하지만, 토네이도와 같이 그 규모가 큰 것은 재산이나 인명의 엄청난 피해를 초래하기도 한다. 바다에서 일어나는 회오리바람은 거대한 물기둥을 형성하기도 하는데 이것을 용오름이라고도 한다. 이와 같은 회오리바람(와류)은 기압의 급격한 변화에 의해 생기며, 이것은 피트병 속의 물이 갑자기 빠져나가면서 생기는 소용돌이와 같은 원리로 생기는 것이다. These vortices often occur in their natural state, in the form of a whirlwind for gases and vortices for water. Small tornadoes can be an interesting sight, but large tornados, like tornadoes, can cause huge damage to property or life. A whirlwind in the sea forms a huge column of water, also known as a dragon rise. This whirlwind is caused by a sudden change in air pressure, which is based on the same vortex as the sudden release of water in a bottle.

와류현상은 기본적으로 강제와류와 자유와류로 구분할 수 있다. 강제와류는 물의 외부의 힘에 의해 형성된 것이고 자유와류는 좁은 틈을 다량의 물이 통과할 때 자연스럽게 발생하는 와류를 의미한다.Vortex phenomena can be basically divided into forced and free vortices. Forced vortex is formed by external force of water, and free vortex means vortex that occurs naturally when large amount of water passes through narrow gap.

도 5a는 강제 와류(회전성) 흐름을 보여주는 것이고, 도 5b는 자유 와류(비 회전성) 흐름의 예를 보여주는 것으로,FIG. 5A shows the forced vortex flow, and FIG. 5B shows an example of the free vortex flow.

유체의 자유표면 위에서 본 유선들은 같은 중심을 갖는 원들이다. 흐름을 가시화하기 위하여 코르크를 액체에 띄워 대각선이 있는 사각형으로 나타나면. 두 흐름 모두 유체 입자들이 원형 경로를 따르는 와류들로 구성되어 있지만, 그 크기는 매우 다름을 알 수 있다.The streamlines seen from the free surface of the fluid are circles with the same center. To visualize the flow, the cork floats in liquid and appears as a diagonal rectangle. In both flows the fluid particles consist of vortices along a circular path, but the size is very different.

도 5a의 경우는 강제 와류에 해당한다. 여기서 주로 회전하는 용기와 점도의 작용에 의하여 액체는 마치 고체처럼 일정한 각속도로 회전한다. 따라서 유일한 속도 성분은 반지름에 따라 증가하는 로 주어진다. 1-2-3-4-5의 경로를 따라가면서 코르크는 반시계 방향의 각속도를 가리키면서 명확히 반시계 방향으로 회전하기 때문에 흐름은 회전성이다.5A corresponds to a forced vortex. Here, the liquid rotates at a constant angular velocity as if it were a solid by the action of the rotating vessel and viscosity. Thus the only velocity component is given by which increases with radius. Following the path of 1-2-3-4-5, the flow is rotatable because the cork rotates counterclockwise, pointing angularly in the counterclockwise direction.

도 5b의 경우는 비점성 액체에서 나타나는 자유 와류에 해당한다. 유일한 속도성분은 반지름의 역수에 비례하여 나타난다. 즉, 이다. 1-2-3-4-5의 경로를 따라가면서 코르크는 와류도가 0인 방향을 가리키면서 자신의 방향을 유지하기 때문에 흐름은 비회전성이다. 5b corresponds to the free vortex present in the non-viscous liquid. The only velocity component is proportional to the inverse of the radius. That's it. Following the path of 1-2-3-4-5, the cork points in the direction of zero vortex and maintains its direction, so the flow is non-rotating.

일반적으로 분체의 분리에 많이 사용하는 사이클론 분리기의 경우, 그 중심부는 자유와류의 예이다. 하지만 분리기의 입구 부분의 좁은 영역에서 흐름은 입구 기체의 구동 효과 때문에 강제와류로 근사된다. 욕조나 씽크대에서의 물빠짐은 각방향의 속도가 물빠짐 구멍에 접근할수록 증가하기 때문에 자유 와류의 또 다른 예이다.In the case of cyclone separators which are generally used for separating powders, the center is an example of free vortex. However, in the narrow area of the inlet part of the separator, the flow is approximated by forced vortices because of the driving effect of the inlet gas. The drainage in the bathtub or sink is another example of free vortex because the velocity in each direction increases as the drain hole approaches.

강제와류의 실제의 모습의 예는 하부에 설치한 회전날개에 의해서 발생시킨 것이다. 강제와류가 발생하는 동안에는 강제와류가 발생한 모든 물입자가 중심축을 기준으로 하여 똑같은 각속도를 가진다.An example of the actual appearance of the forced vortex is caused by the rotary blades installed at the bottom. During forced vortices, all water particles with forced vortices have the same angular velocity about the central axis.

자유와류는 다량의 물이 자연스럽게 유출되는 과정에서 생기는 폭이 좁고 상하로 긴 공기층의 중심부를 가진 와류를 의미한다. 이 자유 와류 현상 속에서는 유선이 동심원운동을 하게 되며 유속은 회전축과의 반경에 반비례하여 변화한다.Free vortex refers to a vortex with a narrow, vertically long air layer centered on the flow of large amounts of water naturally. In this free vortex, the streamline is concentric and the velocity changes in inverse proportion to the radius of rotation.

도 6 은 본 발명의 상승 와류 조성을 위한 장치를 나타낸 것으로, 와류 탱크(10)는 거꾸로 된 원뿔형 드럼으로 하부에 유입구(11)를 형성하고, 유입구(11)의 중앙에 유출구(12)를 형성한다.6 shows an apparatus for the ascending vortex composition of the present invention, wherein the vortex tank 10 forms an inlet 11 at the bottom with an inverted conical drum and an outlet 12 at the center of the inlet 11. .

상기 유출구(12)의 한쪽으로 와류 탱크(10)에 비하여 높이가 더 높은 공급 탱크(20)를 설치하였으며, 와류 탱크(10)는 저장 탱크(30)와 펌프(31)를 통하여 연결하고, 공급 탱크(20)와 저장 탱크(30)는 펌프(21)를 통하여 연결되어 있어서 저장 탱크(30)의 용수를 공급할 수 있도록 하였다.On one side of the outlet 12, a supply tank 20 having a height higher than that of the vortex tank 10 is installed, and the vortex tank 10 is connected through the storage tank 30 and the pump 31, and is supplied. The tank 20 and the storage tank 30 are connected through the pump 21 to supply the water of the storage tank 30.

상기 유출구(12)는 와류 탱크(10)의 중앙에서 소정의 높이로 돌출된 위치에서 개방되어 있으며, 유출구(12)와 저장 탱크(30)의 한 부분에 분류기(40)를 설치하여 용수와 함께 배출된 부유물을 분리한 후 유출구(12)로 배출하는 용수를 저장 탱크(30)에 공급하여 저장할 수 있도록 하는 것이다.The outlet 12 is open at a position protruding at a predetermined height from the center of the vortex tank 10, and the fractionator 40 is installed at one portion of the outlet 12 and the storage tank 30 together with the water. After the discharged suspended matter is separated to supply the water discharged to the outlet 12 to the storage tank 30 to be stored.

물속에 떠 있는 물질은 물의 흐름에 따라 이동하게 된다. 물의 이러한 고체 물질의 수송능력은 매우 막강하여 자연환경의 큰 변화를 가져오는 원인이 된다.Substances floating in water move with the flow of water. The transport capacity of this solid material in water is so strong that it causes a great change in the natural environment.

본 발명은 물의 이러한 막강한 수송능력을 이용하여 부력을 극대화하는 것이다.The present invention maximizes the buoyancy by using this powerful transport capacity of water.

상승 와류의 조성은 펌프(21)만 가동할 경우, 도 7에 도시한 바와 같이 와류 탱크(10)의 하부에 유체의 유입구(11)를 두고 수평/수직의 중앙부에 유출구(12)를 형성하여 펌프(21)를 가동하여 와류 탱크(20)의 하측면과 연결한 공급 탱크(20)에 수향을 공급함으로써 와류 탱크(10)의 하측면에서 상측면으로 흐르는 물의 상승 와류를 조성한다.When the composition of the rising vortex is operated only by the pump 21, as shown in FIG. 7, the outlet inlet 11 is formed at the lower portion of the vortex tank 10 to form the outlet 12 at the center of the horizontal and vertical directions. By operating the pump 21 and supplying a water direction to the supply tank 20 connected to the lower side of the vortex tank 20, an upward vortex of water flowing from the lower side of the vortex tank 10 to the upper side is formed.

폐쇄된 공정 내에서 유체의 흐름은 펌프(21) → 공급 탱크(20) → 와류 탱크(10)의 하측면 유입구(11) → 와류 탱크(10) 하측면 유출구(12) → 분류기(40) → 저장 탱크(30)의 순서로 형성된다.The flow of fluid in the closed process is pump 21 → supply tank 20 → bottom inlet 11 of vortex tank 10 → vortex tank 10 bottom outlet 12 → fractionator 40 → It is formed in the order of the storage tank (30).

이때 상승 와류의 세기는 공급 탱크(20)의 수두와 와류 탱크(10)의 수두차(水頭差)에 비례하므로 펌프(21)의 용량을 크게 할수록 증가하게 된다. 또한 이때 공급 탱크(20)에서의 수두와 유출구(12) 상측면의 높이 차가 클 경우에는 와류 탱크(10)에서 자연스럽게 자유 와류가 형성되며, 그 회전 방향은 반 시계방향이다. 와류 탱크(10) 상측면의 유체의 이동은 자유 와류에 의해 외곽부보다는 중앙부에서 빠른 속도를 가지게 되므로 유체에 부유된 물질은 자체의 무게에 의해 침하되는 것이 아니라 유체의 이동과 함께 유출구(12)로 유입되게 된다. At this time, the strength of the rising vortex is proportional to the head head of the supply tank 20 and the head head of the vortex tank 10, and thus increases as the capacity of the pump 21 is increased. In this case, when the height difference between the head of the supply tank 20 and the upper side of the outlet 12 is large, free vortex is naturally formed in the vortex tank 10, and the rotation direction thereof is counterclockwise. Since the movement of the fluid on the upper side of the vortex tank 10 has a higher velocity at the center than the outer part by the free vortex, the suspended matter in the fluid is not settled by its own weight, but the outlet 12 with movement of the fluid. Will flow into.

수조 내에서 유체가 수평방향의 이동이 없고 수직방향의 이동만 있을 경우, 먼저 투입된 물질이 부유하려 해도 충분한 공간이 없기 때문에 후에 투입된 것에 의해 방해를 받아 부유할 수 없게 된다. 이때 수평방향으로의 이동을 적절히 부여하면 물질의 부유 공간을 조성할 수 있게 된다. 수평방향의 수송능력이 가장 큰 유체의 흐름은 와류이다. If there is no horizontal movement in the tank and only vertical movement, the first introduced material may not be floated because it is interrupted by being added later because there is not enough space to float. At this time, if the movement in the horizontal direction is properly given, it is possible to create a floating space of the material. The flow of fluid with the largest horizontal transport capacity is the vortex.

와류는 도 8에서 펌프(31) 만을 가동할 경우 유체의 이동을 알 수 있는 바와 같이 와류 탱크(10)의 최 외곽에 연결된 펌프(31)를 가동함으로써 조성하였다. 이때 와류 탱크(10)에는 강제와류가 형성되며, 외곽의 수두가 높고 중앙부의 수두가 낮은 경사진 수두면을 형성하게 된다. The vortex was formed by operating the pump 31 connected to the outermost part of the vortex tank 10, as shown in FIG. 8, when only the pump 31 was operated. At this time, the forced vortex is formed in the vortex tank 10, and an inclined head surface having a high head and low head in the center is formed.

또한, 펌프(31)에 유입된 수량에 의해 와류 탱크(10)의 유입구(11)를 통하여 와류 탱크(10)로부터 공급 탱크(20)로 수량이 이동하지만, 와류 탱크(10)에 유입된 수량과 유출구(12)의 배출 수량은 평형상태에 도달하게 된다. In addition, although the amount of water flows from the vortex tank 10 to the supply tank 20 through the inlet 11 of the vortex tank 10 by the quantity of water introduced into the pump 31, the quantity of water introduced into the vortex tank 10. The amount of discharge of the outlet 12 and the outlet reaches an equilibrium state.

그러므로 평형상태에서의 수량의 흐름은 펌프(31)에서 와류 탱크(10)에 공급되고 다시 와류 탱크(10)의 하측에 형성한 유출구(12)를 통하여 분류기(40)에 공급된 후 다시 저장 탱크(30)의 순서로 형성된다. Therefore, the flow of water in the equilibrium state is supplied to the vortex tank 10 by the pump 31 and again to the sorter 40 through the outlet 12 formed at the lower side of the vortex tank 10, and then again to the storage tank. It is formed in the order of 30.

평형상태에서 와류 탱크(10)에서의 와류는 거의 수평방향으로만 회전하지만, 펌프(31)로부터 유입된 수량이 유출구(12)를 통하여 외부로 배출되므로 와류 탱크(10)의 상부에서는 약간의 상승 와류가 형성되게 되며, 또한 수조내의 와류는 강제와류이므로 표면부의 유체의 흐름은 동일한 각속도를 갖게 되므로 외곽부(그림의 원에서의 위치)의 경우 속도가 빠르므로 침하하기 어렵지만, 중앙부로 갈수록 속도 가 줄어들어 가장 중앙부(그림의 원에서의 위치)에서는 속도가 0으로 되어 침하하기 용이하게 된다.In the equilibrium state, the vortex in the vortex tank 10 rotates almost horizontally only, but a slight rise in the upper portion of the vortex tank 10 because the water flowed in from the pump 31 is discharged to the outside through the outlet port 12. Since the vortex is formed and the vortex in the tank is a forced vortex, the fluid flow on the surface part has the same angular velocity, so it is difficult to sink because the velocity is high in the outer part (position in the circle in the figure), but the velocity increases toward the center part. At the very center (the location in the circle in the figure), the velocity is zero, making it easier to settle.

앞에서 살펴본 바와 같이 펌프(21)에 의해 상승 와류를 조성할 수 있으며, 펌프(31)에 의해 와류를 조성할 수 있음을 알았으므로 펌프(21, 31)를 동시에 적용할 경우 상승 와류와 하강 와류를 동시에 발생시킬 수 있는 것이다.As described above, it was found that the rising vortex may be formed by the pump 21, and the vortex may be formed by the pump 31. Therefore, when the pumps 21 and 31 are simultaneously applied, the rising vortex and the falling vortex It can happen at the same time.

도 9에 도시한 상승 와류의 형성을 통하여, 펌프(21, 31)를 동시에 적용하면, 와류 탱크(10)에서의 유체의 움직임은 자유와류와 강제와류가 혼합된 형태를 나타낸다. 와류 탱크(10)의 수주는 중앙부가 낮고 외곽부가 높은 가파른 경사를 갖는 수두면을 형성하고, 상측면의 유체의 이동은 강제와류일 때와 자유와류일 때의 중간형태로 거의 동일한 속도를 보이게 된다. When the pumps 21 and 31 are applied at the same time through the formation of the rising vortex shown in FIG. 9, the movement of the fluid in the vortex tank 10 shows a form in which free and forced vortices are mixed. The order of the vortex tank 10 forms a head surface having a steep slope with a low central portion and a high outer portion, and the movement of the fluid on the upper side shows almost the same speed in the intermediate form between the forced vortex and the free vortex. .

또한, 자유와류에 의한 유체의 이동은 하부로부터 유입된 유체에 의해 형성되는데, 이 상승류가 강제와류의 수평방향의 움직임을 약간 수직 방향으로 전환시키게 되어 전체적으로 상승 와류가 형성되게 된다. 상승 와류는 펌프(21, 31)를 모두 가동할 경우, 도 10에 도시한 바와 같이 유출구(12)의 주변을 따라 형성된다.In addition, the movement of the fluid by the free vortex is formed by the fluid introduced from the bottom, the upward flow converts the horizontal movement of the forced vortex in the vertical direction slightly to form a rising vortex as a whole. The rising vortex is formed along the periphery of the outlet port 12 as shown in FIG. 10 when both pumps 21 and 31 are operated.

그러나 유출구(12)의 직경이 충분히 크지 않아 유입된 수량을 모두 배출시킬 수 없을 경우 상부에 유입된 물은 와류 탱크(10)의 외곽부를 통하여 하강하면서 도 10에 도시한 바와 같이 하강 와류를 형성하게 된다. 이때 와류 탱크(10)의 상부보다 하부가 단면이 작으므로 하강 와류는 하부일수록 회전속도가 커야 하지만, 전체 적인 와류의 형성이 펌프(31)의 유량에 의해 조정된 강제와류이므로 거의 동일한 속도를 유지하고 있다.However, if the diameter of the outlet 12 is not large enough to discharge all the water flowed in, the water introduced into the upper portion descends through the outer portion of the vortex tank 10 to form a descending vortex as shown in FIG. 10. do. At this time, since the lower portion of the vortex tank 10 has a lower cross section, the lower vortex should have a higher rotational speed as the lower vortex, but the overall vortex formation is a forced vortex adjusted by the flow rate of the pump 31, thereby maintaining almost the same speed. Doing.

이와 같이 형성된 상승 및 하강 와류는 펌프(21, 31)를 모두 가동할 경우, 도 11에 도시한 바와 같이 표현될 수 있다. 상승 와류에 의한 상승력은 와류 탱크(10)의 저면에서 유입된 수량에 의해 결정되는데, 유입된 수량의 대부분은 유출구(12)를 통하여 유출되고 일부의 수량에 의해 하강 와류가 형성되므로 상승 와류의 크기는 하강 와류의 크기보다 크게 된다.The rising and falling vortices thus formed may be expressed as shown in FIG. 11 when both pumps 21 and 31 are operated. The rising force due to the rising vortex is determined by the quantity of water introduced from the bottom of the vortex tank 10. Since the majority of the quantity of the introduced water flows out through the outlet 12 and the falling vortex is formed by a portion of the quantity of the rising vortex Is larger than the size of the falling vortex.

와류 탱크(10)에 형성된 상승 및 하강 와류의 흐름을 개괄적으로 표현하면 펌프(21, 31)를 모두 가동할 경우, 12에 도시한 것과 같다. In general, the flows of the rising and falling vortices formed in the vortex tank 10 are as shown in FIG. 12 when both the pumps 21 and 31 are operated.

이하에서 본 발명의 이용하여 다양한 비중을 갖는 혼합물인 건설폐기물의 분리 가능성을 검토하기 위하여 비중이 0.8 미만의 것과 비중 0.8∼1.4의 것 및 비중 1.4 이상의 것 등 3종류의 물체를 대상으로 투입 후 각각의 거동을 살펴보았으며, 아래의 실험 예를 통하여 상세하게 설명하기로 한다.In order to examine the possibility of separation of construction wastes, which are mixtures having various specific gravity, by using the present invention, each of three kinds of objects having a specific gravity of less than 0.8, a specific gravity of 0.8 to 1.4, and a specific gravity of 1.4 or more is added. We looked at the behavior of, and will be described in detail through the following experimental example.

[실험예 1] 비중 0.8 미만 물체의 거동Experimental Example 1 Behavior of Objects Under Specific Gravity 0.8

비중이 0.8 미만의 물체는 비중이 매우 낮기 때문에 투입 직후 곧바로 부유하여 도 13에서 펌프(21, 31)를 모두 가동할 경우 비중이 다른 고체물질을 투하하 였을 경우 와류 탱크(10)에서 a1, a2, a3의 경로를 따르며 배출되게 된다. Since objects having a specific gravity less than 0.8 are very low in specific gravity, they float immediately after the injection, and when all the pumps 21 and 31 are operated in FIG. 13, when a solid substance having a different specific gravity is dropped, a1 and a2 are present in the vortex tank 10. In this case, the discharge occurs along the path of a3.

a1에서 a2로 이동할 경우에는 회전이 많지 않으나, a2에서 a3로 이동할 경우에는 많은 회전과 함께 이동하게 되며, 이와 같은 분리 효율 실험 결과는 표1과 같다.When moving from a1 to a2 there is not much rotation, but when moving from a2 to a3 it moves with a lot of rotation, and the results of such separation efficiency are shown in Table 1.

[표 1] 분리 효율 실험 결과Table 1 Separation Efficiency Experiment Results

물체의 비중Specific gravity of the object 투입량(l)Input quantity (l) 분리량(l)Separation amount (l) 분리효율(%)Separation Efficiency (%) 95% 분리 시간(sec.)95% separation time (sec.) 배출된 장치Ejected device 0.20.2 1One 1One 100100 2828 유출구Outlet 0.40.4 1One 1One 100100 9090 유출구Outlet 0.60.6 1One 1One 100100 132132 유출구Outlet

[실험예 2] 비중 0.8∼1.4인 물체의 거동Experimental Example 2 Behavior of an Object with Specific Gravity 0.8 to 1.4

도 14에 도시한 바와 같이 펌프(21, 31)를 모두 가동할 경우 비중이 다른 고체물질을 투하하였을 경우의 경로를 나타낸 것으로,As shown in FIG. 14, when the pumps 21 and 31 are all operated, the path in the case of dropping solid materials having different specific gravity,

비중 0.8∼1.4 사이의 물체는 비중에 따라 약간 차이가 있지만, 와류 탱크(10)의 수면에 입사 시 곧바로 하강 또는 부유하지 않고 와류 탱크(10)에 형성된 와류에 따라 수조의 외곽부를 회전하게 된다. Objects having a specific gravity of 0.8 to 1.4 are slightly different depending on the specific gravity, but do not immediately descend or float upon entering the water surface of the vortex tank 10, but rotate the outer portion of the tank according to the vortex formed in the vortex tank 10.

와류 탱크(10)의 외곽부에 형성된 와류는 전술한 바와 같이 하강 와류이기 때문에 물체들은 서서히 하강하게 되는데, 와류 탱크(10)의 하부는 상부보다 단면적이 작고, 또한 상승 와류가 형성되어 있기 때문에 하강하는 물체는 자연스럽게 상승 와류를 만나게 되고 하강시보다 좀더 빠르게 상승하게 된다. 상승한 물체는 유출구(12)의 상면에 도달하면 급속하게 배수되게 된다.Since the vortex formed in the outer portion of the vortex tank 10 is a descending vortex as described above, the objects gradually descend, but the lower part of the vortex tank 10 is lower because the cross section is smaller than the upper portion and the rising vortex is formed. The object naturally meets the rising vortex and rises faster than when it descends. The raised object is rapidly drained when it reaches the upper surface of the outlet 12.

물론 상승 와류의 크기에 따라 차이가 있지만, 비중 1.0∼1.4 정도 것도 분 리 가능한 것을 실험적으로 확인하였다. 이러한 물체의 이동경로는 도 14에 도시한 바와 같이 b1 → b2 → b3 → b4 → b5 → b6로 나타낼 수 있다. 이동 경로 중에서 b1에서 b4까지의 회전은 느리지만, b4에서 b6까지의 회전은 매우 빠르게 진행됨을 확인할 수 있으며, 분리 효율 실험 결과는 표 2와 같다. Of course, although there is a difference depending on the size of the rising vortex, it was confirmed experimentally that the specific gravity of about 1.0 ~ 1.4 can also be separated. As shown in FIG. 14, the moving path of the object may be represented by b1 → b2 → b3 → b4 → b5 → b6. Rotation from b1 to b4 is slow in the movement path, but rotation from b4 to b6 is very fast, and the separation efficiency test results are shown in Table 2.

[표 2] 분리 효율 실험 결과Table 2 Separation Efficiency Experiment Results

물체의 비중Specific gravity of the object 투입량(l)Input quantity (l) 분리량(l)Separation amount (l) 분리효율(%)Separation Efficiency (%) 95% 분리 시간(sec.)95% separation time (sec.) 배출된 장치Ejected device 0.80.8 1One 0.900.90 9090 3030 유출구Outlet 1.01.0 1One 0.950.95 9595 3232 유출구Outlet 1.21.2 1One 0.950.95 9595 4343 유출구Outlet 1.41.4 0.800.80 0.730.73 9191 5050 유출구Outlet

[실험예 3] 비중 1.4 이상 물체의 거동Experimental Example 3 Behavior of Objects with Specific Gravity 1.4

도 15는 펌프(21, 31)를 모두 가동할 경우 비중이 다른 고체물질을 투하하였을 경우 와류 탱크(10)에서의 고체물질의 이동 경로를 나타낸 것으로, FIG. 15 shows the movement path of the solid material in the vortex tank 10 when the pumps 21 and 31 are both operated and the solid material having different specific gravity is dropped.

비중이 1.4 이상인 무거운 물체는 와류 탱크(10)에 형성된 와류의 영향을 상대적으로 적게 받게 되고, 비중이 증가할수록 더더욱 적은 영향을 받게 된다. 그러므로 비중이 큰 골재의 이동 경도 15에 도시한 바와 같이 c1에서 c4로 단순하다. Heavy objects having a specific gravity of 1.4 or more are relatively less affected by the vortex formed in the vortex tank 10, and the smaller the specific gravity is, the smaller the influence is. Therefore, c1 to c4 are simple as shown in the moving hardness 15 of the aggregate having a high specific gravity.

비중이 크므로 높은 위치에너지를 가지고 있어 와류 탱크(10)의 유체에 입사시 곧바로 부유하지 않고 신속하게 침하하지만, 점차 와류의 영향에 의해 수평 방향의 이동을 받게 되면서 완만하게 침하하게 되며, 분리 효율 실험 결과는 표 3과 같다. Since the specific gravity is high, it has a high potential energy, so when it enters into the fluid of the vortex tank 10, it does not immediately float, but sinks quickly, but gradually sinks while receiving horizontal movement under the influence of vortex, and separation efficiency The experimental results are shown in Table 3.

[표 3] 분리 효율 실험 결과Table 3 Separation Efficiency Experiment Results

물체의 비중Specific gravity of the object 투입량(l)Input quantity (l) 분리량(l)Separation amount (l) 분리효율(l)Separation Efficiency (l) 95% 분리 시간(sec.)95% separation time (sec.) 배출된 장치Ejected device 1.81.8 1One 00 00 1010 와류 탱크 저면Vortex Tank Bottom 2.02.0 1One 00 00 88 와류 탱크 저면Vortex Tank Bottom 2.32.3 1One 00 00 55 와류 탱크 저면Vortex Tank Bottom

본 발명은 폐콘크리트를 공급하여 상승 와류와 하강 와류를 이용하여 순활골재에 포함된 이물질을 분리하는데 다양하게 적용할 수 있는 것이다.The present invention can be applied in various ways to separate the foreign matter contained in the recycled aggregate using the rising vortex and the falling vortex by supplying the waste concrete.

도 1 은 종래 지그 비중 선별기에 대한 설치상태도1 is an installation state diagram for a conventional jig specific gravity sorter

도 2a 는 종래 정전 선별기의 전전 유도형에 대한 설치상태도Figure 2a is a state diagram for the electric charge induction type of the conventional electrostatic separator

도 2b 는 종래 전전 선별기의 코로나 방전형에 대한 설치상태도Figure 2b is a state diagram for the installation of the corona discharge of the conventional electric selector

도 3 은 종래 부유 선별기에 대한 설치상태도3 is an installation state diagram for a conventional floating sorter

도 4 는 종래 부유 선별기에 대한 다른 설치상태도Figure 4 is another installation state for the conventional floating sorter

도 5a 는 일반적인 강제 와류(회전성)에 대한 작용상태도Figure 5a is a state diagram for a general forced vortex (rotational)

도 5b 는 일반적인 자유 와류(비회전성)에 대한 작용상태도Figure 5b is a state diagram for a typical free vortex (non-rotating)

도 6 은 본 발명의 상승 와류 조성을 위한 설치상태도Figure 6 is an installation state diagram for the rising vortex composition of the present invention

도 7 은 본 발명의 상승류의 조성을 위한 설치상태도7 is an installation state diagram for the composition of the upward flow of the present invention

도 8 은 본 발명의 와류의 조성을 위한 설치상태도8 is an installation state diagram for the composition of the vortex of the present invention

도 9 는 본 발명의 상승 와류의 조성을 위한 설치상태도9 is an installation state diagram for the composition of the rising vortex of the present invention

도 10 은 본 발명의 하강 와류의 조성을 위한 설치상태도10 is a state diagram for the composition of the falling vortex of the present invention

도 11 은 본 발명의 상승 및 하강 와류의 조성을 위한 설치상태도11 is an installation state diagram for the composition of the rising and falling vortex of the present invention

도 12 는 본 발명의 유체 이동 경로를 나타낸 설치상태도12 is a state diagram showing the fluid movement path of the present invention

도 13 은 본 발명의 비중 0.6 미만의 혼합물의 거동을 나타낸 설치상태도13 is an installation state showing the behavior of the mixture less than the specific gravity 0.6 of the present invention

도 14 는 본 발명의 비중 0.6∼1.4인 혼합물의 거동을 나타낸 설치상태도14 is an installation state showing the behavior of the mixture having a specific gravity of 0.6 to 1.4 of the present invention.

도 15 는 본 발명의 비중 1.4 이상 혼합물의 거동을 나타낸 설치상태도Figure 15 is an installation state showing the behavior of the mixture of specific gravity 1.4 or more of the present invention

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]

10 : 와류 탱크 11 : 유입구10: vortex tank 11: inlet

12 : 유출구 20 : 공급 탱크12: outlet 20: supply tank

21, 31 : 펌프 30 : 저장 탱크21, 31: pump 30: storage tank

40 : 분류기40: classifier

Claims (6)

하측면에 유입구(11)를 설치하고, 중앙에서 소정의 높이로 돌출한 유출구(12)를 설치한 와류 탱크(10)와;A vortex tank (10) provided with an inlet (11) on the lower side and an outlet (12) protruding at a predetermined height from the center; 상기 유입구(11)와 연결하며 와류 탱크(10)에 유체를 공급하는 공급 탱크(20)와;A supply tank 20 connected to the inlet 11 and supplying a fluid to the vortex tank 10; 상기 와류 탱크(10)의 한 부분에 용수를 공급하는 펌프(31)와 연결하며, 상기 공급 탱크(20)에 펌프(21)를 통하여 용수를 공급하도록 연결한 저장 탱크(30)와;A storage tank 30 connected to the pump 31 for supplying water to a portion of the vortex tank 10 and connected to supply the water through the pump 21 to the supply tank 20; 상기 유출구(12)와 저장 탱크(30)를 연결하며 물과 함께 유출된 부유물을 분류하는 분류기(40)로 이루어짐을 특징으로 하는 와류를 이용한 순환골재의 비중 선별장치.The specific gravity sorting device of the circulating aggregate using the vortex, characterized in that consisting of a sorter (40) for connecting the outlet (12) and the storage tank (30) and classifies the suspended matter with water. 펌프(21)를 통하여 저장 탱크(30)의 용수를 공급 탱크(20)에 공급하는 단계;Supplying water from the storage tank 30 to the supply tank 20 through the pump 21; 공급 탱크(20)의 용수가 유입구(11)를 통하여 와류 탱크(10)에 공급하여 상승 와류를 형성하는 단계;Supplying water from the supply tank 20 to the vortex tank 10 through the inlet port 11 to form a rising vortex; 상기 와류 탱크(10)에 건축폐기물이 소정량 공급되며 상승 와류에 의해 분류되어 물과 함께 부유물이 유출구(12)를 통하여 분리되는 단계;A predetermined amount of building waste is supplied to the vortex tank (10) and sorted by the rising vortex to separate the suspended matter with the water through the outlet (12); 상기 유출구(12)에 연결한 분류기(40)를 통하여 부유물은 분류되고 용수는 저장 탱크(30)에 공급하는 단계를 통하여 유체의 이동으로 순환골재를 선별함을 특징으로 하는 와류를 이용한 순환골재의 비중 선별방법.Floating material is sorted through the classifier 40 connected to the outlet 12 and the water is supplied to the storage tank 30 to sort the circulating aggregate by moving the fluid. Specific gravity screening method. 펌프(31)를 통하여 저장 탱크(30)의 용수를 와류 탱크(10)에 공급하여 강제로 하강 와류를 형성하는 단계;Supplying water from the storage tank 30 to the vortex tank 10 through the pump 31 to form a descending vortex by force; 와류 탱크(10)에 건축폐기물이 소정량 공급되며 와류에 의해 분류되어 물과 함께 부유물이 유출구(12)를 통하여 분리되는 단계;A predetermined amount of construction waste is supplied to the vortex tank 10 and separated by the vortex to separate the suspended matter together with the water through the outlet 12; 상기 유출구(12)에 연결한 분류기(40)를 통하여 부유물은 분류되고 용수는 저장 탱크(30)에 공급하는 단계를 통하여 유체의 이동으로 순환골재를 선별함을 특징으로 하는 와류를 이용한 순환골재의 비중 선별방법.Floating material is sorted through the classifier 40 connected to the outlet 12 and the water is supplied to the storage tank 30 to sort the circulating aggregate by moving the fluid. Specific gravity screening method. 펌프(21)를 통하여 저장 탱크(30)의 용수를 공급 탱크(20)에 공급하여 상승 와류를 형성하는 단계;Supplying water from the storage tank 30 to the supply tank 20 through the pump 21 to form a rising vortex; 펌프(31)를 통하여 저장 탱크(30)의 용수를 와류 탱크(10)에 공급하여 하강 와류를 형성하는 단계;Supplying water from the storage tank 30 to the vortex tank 10 through the pump 31 to form a descending vortex; 상기 상승 및 하강 와류를 동시에 발생하며 와류 탱크(10)에 건축폐기물이 소정량 공급 분류되어 물과 함께 부유물이 유출구(12)를 통하여 분리되는 단계;Generating rising and falling vortices at the same time and supplying a predetermined amount of building waste to the vortex tank (10) to separate the suspended matter with the water through the outlet (12); 상기 유출구(12)에 연결한 분류기(40)를 통하여 부유물은 분류되고 용수는 저장 탱크(30)에 공급하는 단계를 통하여 유체의 이동으로 순환골재를 선별함을 특징으로 하는 와류를 이용한 순환골재의 비중 선별방법.Floating material is sorted through the classifier 40 connected to the outlet 12 and the water is supplied to the storage tank 30 to sort the circulating aggregate by moving the fluid. Specific gravity screening method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 와류 탱크(10)는 거꾸로 된 원뿔형 드럼으로 하부에 유입구(11)를 두고 중앙에 소정의 길이로 돌출한 유출구(12)를 형성함을 특징으로 하는 와류를 이용한 순환골재의 비중 선별장치.Vortex tank 10 is an inverted conical drum with an inlet 11 in the lower portion to form a specific gravity outlet of the circulating aggregate using a vortex, characterized in that the outlet (12) protruding to a predetermined length in the center. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 공급 탱크(20)는 유체를 와류 탱크(10)에 공급하기 위한 것으로 와류 탱크(10)의 수위보다 높게 하여 자유와류가 형성되도록 함을 특징으로 하는 와류를 이용한 순환골재의 비중 선별장치.Supply tank 20 is for supplying fluid to the vortex tank 10, the specific gravity sorting device of the circulating aggregate using vortex, characterized in that the free vortex is formed by higher than the water level of the vortex tank (10).
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