KR100448259B1 - 숯 성형물의 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 원목 가공품(목기, 제기, 가열기, 쌀통, 반상기, 도마 등)을 원형그대로 보존하면서 숯으로 가공한 후 사용할 수 있도록 하는 것으로,

더욱 상세하게는 다양한 형태의 원목 가공품을 원목 그대로 보존하면서 가열방법에 의하여 숯으로 제조하되, 숯의 효능을 살릴 수 있도록 하며 강도를 유지할 수 있도록 제조하는 숯 성형물의 제조장치에 관한 것이다.

이러한 본 고안은 몸체(110)의 내화벽(113) 내부에 형성된 공간이 형성되고 상측으로 나사축(115)이 설치된 받침대(130)와; 상기 내화벽(113)의 내부에 형성된 공간에 성형물(300)이 보관되는 성형물 받침대(130)를 연결하는 가이드대(132)와;

상기 받침대(130)의 상측에 설치되며 너트(116)로 나사축(115)과 고정되는 뚜껑(120)과; 상기 몸체(110)의 일측으로 온도조절기(117)와 가열기구(112)가 설치되어 설정된 열원으로 성형물(300)을 건조시키며, 성형물 받침대(130)가 설치되는 바닥에 탄소(135)와 규소(140)가 설치되어 성형물(300)을 원형그대로 숯 성형물(400)로 보존함을 특징으로 하는 것이다.

Description

숯 성형물의 제조장치{A charcoal form manufacturing device}

본 발명은 다양한 원목 가공품(목기, 제기, 가열기, 쌀통, 반상기, 도마 등)을 원형그대로 보존하면서 숯으로 가공한 후 사용할 수 있도록 하는 것으로,

더욱 상세하게는 다양한 형태의 원목 가공품을 원목 그대로 보존하면서 가열방법에 의하여 숯으로 제조하되, 숯의 효능을 살릴 수 있도록 하며 강도를 유지할 수 있도록 제조하는 숯 성형물의 제조장치에 관한 것이다.

숯의 효능

종래 숯을 이용한 성형물 또는 성형체를 제조하는 방법에 대하여는 대한민국 특허 공개번호 제2003-68097호(2003. 08. 19. 공개)와 특허 공개번호 제2003-58981호(2003. 07. 07. 공개)가 있다.

특허 공개번호 제2003-68097호는 주재료를 숯 분말로 구성하고 그 숯 분말에 각종 부수물을 투입한 상태에서 열건조, 표면연마, 냉각등의 별도 처리를 행하여 숯 자체의 기능과 더불어 강도 증가, 무흡습성, 표면 탈색방지의 기능을 갖도록 하였다.

특허 공개번호 제2003-58981호는 미세분말상의 숯, 휘발분, 회분 및 목초액을 일정비율로 혼합하여 일정형상으로 성형한 후 가열과 재가열 및 미세분말상의 숯과 테프론 불소수지액의 혼합물에 의한 코팅층을 형성하여 조리물이 들러붙거나 타는 것을 방지할 수 있도록 하는 탄소성형체의 제조방법이 제안된 바 있다.

그러나 이러한 종래의 성형물 또는 성형체의 제조방법은 나무를 이용하여 숯을 만든 후 숯을 분말상태로 제조하여 다른 부수물을 혼합하여 얻어지는 것이므로 숯의 고유한 기능을 제공할 수 없었던 것이다.

종래 원목으로 이루어지는 가공품은 목기, 제기, 쌀 뒤지 등 다양한 제품이 제안되고 있으나 이를 숯으로 변환하여 사용하려면 원목으로 가공된 가공품이 숯으로 변환되는 과정에서 뒤틀리거나 갈라지는 다양한 변형에 의하여 사용이 불가능한 제품으로 변하게 된다.

또한 변형된 제품을 재 가공하여 사용할 수 없는 것이며, 원목 가공품이 숯으로 변환된다고 하더라도 강도가 약하므로 일상 생활용품으로 사용할 수 없는 결점을 갖게 된다.

원목 가공품은 괴목, 물푸레, 야사, 은행나무 등 다양한 나무를 이용하여 자연 건조한 후 원목을 회전시키면서 칼날을 이용하여 목기나 제기 등 다양한 물품을 가공한 후 건조시켜 옻칠을 통하여 사용되도록 하였으나, 원목 가공품을 원형 그대로 보존한 숯으로 제고한 예는 없었다.

본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 자연 건조된 원목을 이용하여 성형된 다양한 원목 가공품을 원형 그대로 보존한 숯으로 제조함을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 원목 가공품을 원형 그대로 보존한 숯으로 제조한 후 일상 생활에서 사용할 수 있도록 강도가 부여되도록 함을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 숯으로 제조된 원목 가공품을 제공하여 숯의 기능인 원적외선 상사기능, 음이온 방출기능, 부패방지 및 탈취기능 등의 작용을 통해 보관물의 냄새를 탈취함은 물론, 유해 중금속을 흡착 제거하여 보다 안전하고 맛이 제공되도록 하는 것이다.

본 발명은 원목 가공품을 원형 그대로 보존한 숯을 제공하여 별도의 금형에 의한 성형품이 아니어서 다양한 형상과 보관 기능뿐만 아니라, 조리기능(구이기능 포함)을 제공하는 것이다.

본 발명은 몸체의 내화벽 내부에 형성된 공간이 형성되고 상측으로 나사축이 설치된 받침대와;

상기 내화벽의 내부에 형성된 공간에 성형물이 보관되는 성형물 받침대를 연결하는 가이드대와;

상기 받침대의 상측에 설치되며 너트로 나사축과 고정되는 뚜껑과;

상기 몸체의 일측으로 온도조절기와 가열기구가 설치되어 설정된 열원으로 성형물을 건조시키며,

성형물 받침대가 설치되는 바닥에 탄소(C)와 규소(SiO₂)가 설치되어 성형물을 원형그대로 숯 성형물로 보존함을 특징으로 하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 사시도

도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 단면도

도 3 은 본 발명의 성형물을 보관하는 받침대의 사시도

도 4 는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 분리 사시도

도 5 는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 설치상태 단면도

도 6 은 본 발명의 성형물을 보관하는 진공용기와 성형물 받침대의 분리 사시도

도 7 은 본 발명의 성형물에 대한 가공상태와 숯으로 제조한 후 변화된 상태를 나타낸 사시도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

100 : 성형로 110 : 몸체

111 : 다리 112 : 가열기구

113. 220 : 내화벽 114 : 받침대

115 : 나사축 116 : 너트

117 : 온도 조절기 120 : 뚜껑

121 : 진공 압력계 122 : 온도계

123 : 밸브 124 : 안전밸브

130, 280 : 성형물 받침대 131 : 구멍

132 : 가이드대 135 : 탄소200 : 전기로 210 : 고정몸체230 : 열선 240 : 이동몸체250 : 바퀴 260 : 레일270 : 진공용기

자연 건조된 통상의 원목을 이용하여 목기, 제기, 조리용기, 반상기, 도마 등 다양한 성형물(300)을 성형하고 자연 건조시켜 진공상태에서 원형을 보존하는 숯을 제조하는 것이다.

상기 원목은 괴목(느티나무), 물푸레, 야사, 은행나무, 참나무, 소나무, 대나무 등 성형 가능한 모든 것을 사용할 수 있는 것이다.

성형물(300)을 성형하면 25∼30%의 수분을 함유하고 있으며, 비틀림, 크랙 등을 방지하기 위하여 성형물(300)을 자연 건조시키어 20∼25%의 수분을 함유하도록 한다.

자연 건조된 성형물(300)은 성형로(100) 또는 전기로(200)와 같은 진공이 가능한 다양한 로를 통하여 원형 그대로 보존되는 숯을 제조한다.

상기 성형로(100) 또는 전기로(200)는 성형물 받침대(130)가 설치되는 바닥에 탄소(135)와 규소(140)가 설치되어 성형물(300)을 원형그대로 숯 성형물(400)로 보존하는 것으로,탄소는 불순물 때문에 황·적·등·녹·청·흑색 등의 빛깔을 띠며, 보통 인광을 발하여 공기를 차단하는 역할을 하게 되고, 고온에서 규소와 반응하여 탄화규소를 만드는 것으로 알려져 있다.결국 탄소와 규소는 진공상태의 성형로 내부에서 가열되는 고온으로 인하여 성형물(300)에서 목초액을 배출시키게 되면서 체적이 감소하게 되므로 체적이 감소할 때 성형물(300)이 변형되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.따라서 탄소와 규소는 성형물(300)의 체적이 감소될 때 진공상태를 안정되게 유지하게 되므로 변형을 방지하여 원형이 그대로 유지되면서 체적만 감소되는 숯성형물(400)을 제공하는 것이다.성형물(300)을 숯으로 제조하는 일실시예의 성형로(100)는 도 1 내지 도 3 에 도시한 바와 같이, 몸체(110)의 외측으로 다리(111)가 돌출되어 지면에 고정되도록 한다.

몸체(110)의 외측면에는 온도 조절장치(117)가 설치되어 내부의 온도를 제어할 수 있도록 하며, 몸체(110)의 내부에는 일정한 공간이 제공되는 내화벽(113)으로 형성되어 있다.

몸체(110)의 상측에는 금속으로 형성된 받침대(114)가 설치되어 원주방향에 다수의 나사축(115)이 설치되어 있고, 그 상측에는 뚜겅(120)이 설치되어 나사축(115)과 결합되어 너트(116)로 고정되도록 한다.

뚜겅(120)에는 내부를 진공상태에서 압력을 확인할 수 있는 진공 압력계(121)와 온도계(122) 및 안전밸브(124)가 설치되고, 내부에서 발생되는 목초액을 외부로 배출시키는 밸브(123)가 연결되어 있다.

몸체(110)의 하측에는 가스, 전기 등 다양한 열원을 전달하는 가열기구(112)가 설치되어 있다.

내화벽(113)의 내부에 형성된 공간에 삽입되는 성형물 받침대(130)는 공간이나 성형물(300)의 크기에 따라서 여러 단으로 형성되며, 내부에는 구멍(131)이 일정간격으로 성형되어 있어서 성형물(300)에 균일한 온도가 전달되도록 하는 것이다.

성형물 받침대(130)는 가이드대(132)로 세방향 또는 네방향에 연결되어 내화벽(113)의 내부에 성형물(300)을 넣거나 빼낼 수 있도록 구성된다.

내화벽(113)의 내부에는 탄소(C, 135)와 규소(SiO₂, 140)가 바닥에 1∼10mm의 범위 이내에 깔려 있도록 하는 것이다.

성형물(300)을 숯으로 제조하는 다른 실시예의 전기로(200)는 도 4 내지 도 6 에 도시한 바와 같이, 고정몸체(210)의 내부에 아치형으로 내화벽(220)이 성형되고 양측면과 후방에 열선(230)이 설치되어 있다.

고정몸체(210)의 하측에는 레일(260)이 설치되어 있어서 바퀴(250)를 통하여 이동몸체(240)가 입출되도록 하고 바닥면과 일측면에는 내화벽(221)과 열선(231)이 설치되어 있는 통상의 전기로(200)를 구성하는 것이다.

전기로(200)의 내화벽(220, 221) 내부에는 천정을 제외하고 나머지 부분에서 열선(230, 231)이 설치되어 열원이 공급되도록 하며, 내화벽(220. 221)의 내부 공간에는 진공용기(270)가 설치된다.

진공용기(270)의 내부에는 성형물(300)의 크기에 따라서 여러 단으로 성형물 받침대(280)를 설치할 수 있도록 하는 것이다.

진공용기(270)의 내부에는 탄소(C, 135)와 규소(SiO₂, 140)가 바닥에 1∼10mm의 범위 이내에 깔려 있도록 하는 것이다.

성형로(100)와 전기로(200)는 로의 형태만 다를 뿐 동일한 조건을 제공할 수 있는 것이며, 로의 형태를 연속적으로 설치하여 이동식으로 연속 생산방법을 적용할 수 있는 것이다.

성형물(300)을 가공하여 성형물 받침대(130, 280)에 서로 닿지 않도록 올려놓고, 가열기구(112)와 열선(230)을 통하여 가열하면서 내부 공간을 진공상태로 만든다.

상온에서 시작하여 진공상태에서 120∼180 ℃의 온도로 15∼30시간동안 건조과정을 수행한다.

건조과정을 수행한 후 200∼280℃의 온도에서 4시간 정도 건조과정을 수행하여 유기물에 포함된 수분이 제거되므로 화학적 수분을 제외한 나머지 수분이 모두 제거되는 것이다.

이제는 화학적 수분만 남게 되므로 250∼800℃까지 6∼10시간 동안 가열하여 유기물을 완전배출하여 완전건조 되도록 한다.

건조과정에서 발생되는 목초액은 진공펌프를 이용하여 밸브(123)를 개방시켜 외부로 배출시킨다.

또한 건조과정에서 목초액이 배출되면서 성형물(300)의 체적이 20∼25%정도 감소하게 되며 원형 그대로 보존하는 숯으로 제조된다.

이와 같이 숯으로 제조된 성형물(300)은 도 7 과 같이 원목 가공품 상태에서 성형물(400)로 체적이 변화된 상태의 숯으로 제조된다.

성형물(400)로 체적이 변화된 숯으로 제조된 상태에서는 강도가 약하게 되므로 용기로 사용할 수 없게 된다.

따라서 성형물(400)로 체적이 변화된 상태를 사용하기 위해서는 빼내어 전체면의 표면에 옷칠을 하면 사용이 가능하므로 성형물(400)을 그대로 사용할 수 있는 것이다.

성형물(400)을 그대로 사용하지 않는 경우에는 온도를 계속해서 상승시켜 800∼1250℃까지 상승시키면 숯으로 성형된 상태에서 유기물 및 유리수분이 완전하게 제거되면서 소성되므로 강도가 증진되어 성형물(400)을 완성시키게 된다.

완성된 성형물(400)은 도자기에 사용되는 유약을 외표면에만 입혀 사용할 수 있게 된다.

소성과정에서는 원목이 비교적 강한 경우에는 1000℃이하에서도 일상생활에 사용할 수 있을 정도의 강도가 제공되는 것이나, 원목이 비교적 약한 경우에는 100℃보다 온도를 약간 상승시켜 1250℃정도 까지 온도를 상승시켜야 충분한 강도가 제공된다.

이때 온도를 높일수록 강도를 향상되나, 숯의 기능이 저하되는 단점이 있으므로 유의해야 한다.

내화벽(113)의 내부 공간이나, 내화벽(220, 221)의 내부에 형성된 진공용기(270)의 공간에는 탄소(135)와 규소(140)가 삽입되어 있어서, 탄소(C)는 소성중에 내부의 진공상태를 유지시켜 안정된 진공상태를 제공하는 것이며, 규소(Sio₂)는 가열기구(112)나 전기로(200)에서 가해지는 열원이 성형물(300, 400)에 직화되는 것을 방지하여 전체면에 균일하고 안정된 열원이 공급되어 성형되도록 하는 것이다.

성형물(400)을 이용하여 조리기구로 사용하기 위해서는 외표면에 세라믹을 코팅하면 된다.

또한 세척시에는 내, 외부를 물로 깨끗하게 세척한 후 2∼3시간 정도 뒤집어서 보관하면 내부에 있는 독성분(유해물질)이 배출되면서 습기가 건조되므로 마른 천을 이용하여 다시 한번 닦아 독성분을 제거하게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.

[실시예 1]

(1) 건조과정

채취한 원목을 자연 건조하여 25∼39%의 수분을 함습하도록 한 후 다양한 성형물(300)을 가공하여 자연건조에 의해 20∼25%의 수분이 함유되도록 건조하는 것이다.

(2) 성형물 공급과정

원목 가공품인 성형물(300)을 성형물 받침대(130, 270)에 서로 닿지 않도록 삽입하여 성형로(100) 또는 전기로(200)의 내화벽(113, 220, 221) 내부에 공급한다.

(3) 진공과정

성형물(300)을 성형물 받침대(130)에 서로 닿지 않도록 공급한 후 내화벽(113)의 내부 공간에 도 2 와 같이 넣고 뚜껑(123)을 닫아 너트(116)로 나사축(115)을 고정시켜 받침대(114)와의 사이에 밀폐가 유지되도록 하며, 가열기구(112)를 이용하여 내부를 상온에서부터 가열하여 진공 압력계(121)와 온도계(122)를 통하여 내부가 진공상태를 유지하도록 한다.

이때, 내부에 공급된 탄소(135)는 진공상태가 안정되게 유지되도록 하는 것이다.

(4) 건조과정

진공상태에서 가열기구(112)를 통하여 열원의 제공으로 120∼180℃의 온도로 15∼30시간동안 건조과정을 수행한 후, 200∼280℃의 온도에서 4시간 정도 건조과정을 수행하여 유기물에 포함된 수분이 모두 제거되도록 하는 것이다.

이때, 열원은 내화벽(113)의 내부에서 구멍(131)을 통하여 성형물(300)에 고르게 전달되는 것이다.

(5) 추가 건조과정

이제는 화학적 수분만 남게 되므로 가열기구(112)를 통하여 250∼800℃까지 6∼10시간 동안 가열하여 유기물이 완전히 배출되도록 하는 추가 건조과정을 수행한다.

건조과정과 추가 건조과정에서 발생되는 목초액은 진공펌프를 이용하여 밸브(123)를 개방시켜 외부로 배출하도록 한다.

이때 목초액이 배출되면서 성형물(300)의 체적이 20∼25%정도 감소하게 되며 원형 그대로 보존하는 숯으로 제조된다.

(6) 진공 해제과정

밸브(123)와 안전밸브(124)를 개방하여 내부의 진공상태를 해제한 후 성형로(100)의 경우에는 너트(116)를 풀어 뚜껑(120)을 제거하여 가이드대(112)를 외부로 분리하며, 전기로(200)의 경우에는 이동몸체(240)를 전방으로 꺼내어 진공용기(270)의 내부에 성형물 받침대(280)에 보관된 성형물(400)을 분리하게 된다.

(7) 성형물 코팅과정

성형물(400)을 분리하여 원목 가공품을 원형 그대로 보존한 숯을 전체면에 옻칠을 한 후 건조시켜 성형물을 완성시키게 된다.

[실시예 2]

(1) 건조과정

채취한 원목을 자연 건조하여 25∼39%의 수분을 함습하도록 한 후 다양한 성형물(300)을 가공하여 자연건조에 의해 20∼25%의 수분이 함유되도록 건조하는 것이다.

(2) 성형물 공급과정

원목 가공품인 성형물(300)을 성형물 받침대(130, 270)에 서로 닿지 않도록 삽입하여 성형로(100) 또는 전기로(200)의 내화벽(113, 220, 221) 내부에 공급한다.

(3) 진공과정

성형물(300)을 공급한 후 가열기구(112)와 열선(230, 231)을 이용하여 내부를 상온에서부터 가열하여 진공 압력계(121)와 온도계(122)를 통하여 내부가 진공상태를 유지하도록 한다.

이때, 내부에 공급된 탄소(135)는 진공상태가 안정되게 유지되도록 하는 것이다.

(4) 건조과정

진공상태에서 120∼180℃의 온도로 15∼30시간동안 건조과정을 수행한 후, 200∼280℃의 온도에서 4시간 정도 건조과정을 수행하여 유기물에 포함된 수분이 모두 제거되도록 하는 것이다.

(5) 추가 건조과정

이제는 화학적 수분만 남게 되므로 250∼800℃까지 6∼10시간 동안 가열하여 유기물이 완전히 배출되도록 하는 추가 건조과정을 수행한다.

건조과정과 추가 건조과정에서 발생되는 목초액은 진공펌프를 이용하여 밸브(123)를 개방시켜 외부로 배출하도록 한다.

이때 목초액이 배출되면서 성형물(300)의 체적이 20∼25%정도 감소하게 되며 원형 그대로 보존하는 숯으로 제조된다.

(6) 소성과정

성형물(400)을 그대로 사용하지 않는 경우에는 온도를 계속해서 상승시켜 800∼1250℃까지 상승시키면 숯으로 성형된 상태에서 유기물 및 유리수분이 완전하게 제거되면서 소성되므로 강도가 증진되어 성형물(400)의 강도를 향상시키게 된다.

(7) 성형물 코팅과정

완성된 성형물(400)은 도자기에 사용되는 유약을 외표면에만 코팅시켜 완성하게 된다.

[실시예 3]

실시예2의 1 내지 7의 과정을 그대로 수행한다.

성형물 코팅과정 후 외표면에 세라믹을 코팅 처리하여 조리기구(내열기구)로 성형시키게 된다.

본 발명은 자연 건조된 원목을 이용하여 성형된 다양한 원목 가공품이 성형되는 과정에서 변형되지 않고 원형 그대로 보존한 숯으로 제조할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 원목 가공품을 원형 그대로 보존한 숯으로 제조한 후 일상 생활에서 사용할 수 있는 다양한 용기와 조리기구, 도마, 반상기 등에 강도가 부여되도록 하므로 다양하게 사용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 숯으로 제조된 원목 가공품을 제공하여 숯의 기능인 원적외선 방사기능, 음이온 방출기능, 부패방지 및 탈취기능 등의 작용을 통해 보관물의 냄새를 탈취함은 물론, 유해 중금속을 흡착 제거하여 보다 안전하고 향상된 맛을 제공할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 원목 가공품을 원형 그대로 보존한 숯을 제공하여 별도의 금형에 의한 성형품이 아니어서 다양한 형상과 보관 기능뿐만 아니라, 조리기능(구이기능 포함)을 제공할 수 있도록 하는 것이다.

Claims (3)

1. (정정) 몸체(110)의 일측으로 온도조절기(117)와 가열기구(112)가 설치되어 설정된 열원으로 내부에 공급된 성형물을 건조시키며, 몸체(110)의 상측에 설치되며 너트(116)로 나사축(115)과 고정되는 뚜껑(120)으로 이루어진 숯 성형물 제조장치에 있어서,

   상기 몸체(110)의 내화벽(113) 내부에 형성된 공간이 형성되고 상측으로 나사축(115)이 설치된 성형물 받침대(130)와;

   상기 내화벽(113)의 내부에 형성된 공간에 성형물(300)이 보관되는 성형물 받침대(130)를 연결하는 가이드대(132)와;

   상기 성형물 받침대(130)가 설치되는 바닥에 탄소(135)와 규소(140)가 공급되어 성형물(300)의 체적이 20∼25% 감소되는 숯 성형물(400)로 성형되도록 함을 특징으로 하는 숯 성형물의 제조장치.
2. 제1항에 있어서, 가이드대(132)는 성형물 받침대(130)가 여러단으로 설치되며 내부에 다수의 구멍(131)이 설치됨을 특징으로 하는 숯 성형물의 제조장치.
3. (삭제)