KR100584780B1

KR100584780B1 - 팽창흑연 제조장치

Info

Publication number: KR100584780B1
Application number: KR1020040103693A
Authority: KR
Inventors: 신영우
Original assignee: (주)타쿠미스피리트
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2006-06-01

Abstract

본 발명에 따른 팽창흑연 제조장치는 챔버가 지면에 대하여 일정 각도로 경사지게 설치되어 상기 챔버에 공급된 팽창성 흑연이 중력에 의해 하향 이동되고, 이동 중 상기 팽창성흑연에 마이크로웨이브가 조사되어 팽창성흑연이 팽창됨으로써 팽창흑연이 만들어지기 때문에 팽창흑연을 연속적으로 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 설비시설을 소형화할 수 있고, 이동이 가능하다.

팽창흑연, 팽창흑연 제조장치, 팽창성흑연, 챔버, 마이크로웨이브

Description

팽창흑연 제조장치{Manufacturing Apparatus of Expanded Graphite}

도 1은 본 발명에 따른 팽창흑연 제조장치의 측면도,

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도,

도 3은 도 1의 B-B선에 따른 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 팽창흑연 제조장치의 측단면도,

도 5는 도 4의 'A'부분 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 팽창성 흑연 공급수단 20 : 챔버

20' : 마이크로웨이브 흡수제 25 : 원통형 팁

30 : 도파관 35 : 마그네트론

40 : 챔버 지지수단 42 : 베이스

44 : 레그 46 : 레그 길이조절수단

50 : 바이브레이터 60 : 가스관

본 발명은 팽창흑연 제조장치에 관한 것으로서, 특히 팽창성흑연이 마이크로웨이브에 의해 팽창되는 챔버가 지면에 대하여 경사지게 설치된 팽창흑연 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 팽창흑연은, 열전도율 및 탄성력이 좋고 자기 윤활성을 갖고 있기 때문에 시트 형태로 성형된 후, 절삭 등의 기계적인 추가 가공을 거쳐 개스킷, 실링, 단열재, 쿠션재 등으로 널리 사용되고 있다.

이와 같은 팽창흑연은 다음과 같이 제조된다.

먼저, 흑연을 황산 등의 산으로 처리하여 얻어진 흑연층간화합물인 팽창성 흑연(expandable graphite)을 용기에 담은 후, 상기 팽창성 흑연이 담긴 용기를 팽창로에 넣고 열 또는 마이크로웨이브 등의 에너지를 방사한다. 그러면, 상기 팽창성 흑연에 처리된 산이 기화되어 가스가 발생하는데, 이 가스의 팽창압력에 의해 상기 팽창성 흑연의 흑연층간이 수십 내지 수백 배로 팽창하여 팽창흑연이 된다.

이 때, 상기 팽창성 흑연이 담긴 용기는 상기 팽창흑연을 대량 생산할 수 있도록, 컨베어 등에 의해 상기 팽창로 안에 연속적으로 투입된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 팽창흑연 제조장치는, 팽창흑연의 밀도가 극히 낮아서 운반하기 곤란하기 때문에 팽창흑연이 필요한 현장에 설비 되는 것이 바람직한데, 컨베어, 팽창로 등으로 구성됨으로써 그 설비시설이 방대하여 이동이 불가능하기 때문에 생산성이 좋지 않을 뿐만 아니라, 제조상의 문제로 인해 팽창흑연의 사용범위가 제한되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,팽창흑연이 필요한 현장으로 용이하게 이동될 수 있고, 아울러 팽창흑연을 연속으로 제조할 수 있는 팽창흑연 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 팽창흑연 제조장치는 팽창성 흑연(expandable graphite)을 공급하는 팽창성 흑연 공급수단과; 상기 팽창성 흑연 공급기와 연결된 챔버와; 상기 챔버에 공급된 팽창성 흑연이 중력에 의해 이동될 수 있도록 상기 챔버를 경사지게 하는 챔버 지지수단과; 상기 챔버와 도파관으로 연결되어 팽창성 흑연이 팽창될 수 있도록 마이크로웨이브를 방사하는 마그네트론과; 상기 챔버와 연결되어 팽창성 흑연의 팽창시 발생하는 가스를 배출시키는 배기수단과; 상기 챔버의 하단과 연결되어 상기 챔버에 방사된 마이크로웨이브를 산란시켜 상쇄되게 하는 원통형 팁을 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 팽창흑연 제조장치는 팽창성흑연(G)을 공급하는 팽창성흑연 공급수단(10)과, 상단이 상기 팽창성흑연 공급수단(10)과 연결된 챔버(20)와, 상기 챔버(20)와 도파관(30)으로 연결되어 상기 챔버(20)의 팽창성흑연(G)이 에너지를 받아서 팽창될 수 있도록 마이크로웨이브를 방사시키는 마그네트론(35)과, 상기 챔버(20)에 공급된 팽창성흑연(G)이 중력에 의해 적정 속도로 이동될 수 있도록 상기 챔버(20)를 일정 경사각도(θ)로 경사지게 하는 챔버 지지수단(40)을 포함하여 구성된다.

상기 팽창성흑연 공급수단(10)은 상기 챔버(20)의 상단에 회전 가능토록 설치되고 외주면에 팽창성흑연(G)이 채워질 수 있는 홈(12a)이 적어도 하나 이상 형성된 룰렛(12)과, 상기 챔버(20)의 상부에 고정되고 상기 룰렛(12)과 대향되는 측에 상기 룰렛(12)의 홈(12a)으로 팽창성흑연(G)이 배출될 수 있는 입구(14a)가 구비된 탱크(14)로 이루어진다.

이 때, 상기 룰렛(12)은 상기 챔버(20)에서 팽창성 흑연(G)의 이동속도와 보조를 맞추어 상기 챔버(20)에 팽창성흑연(G)이 공급될 수 있도록 일정 속도로 구동되는 것이 바람직하다.

상기 챔버(20)는 상기 마그네트론(45)으로부터 상기 챔버(20)에 방사된 마이크로웨이브가 산란되지 않도록, 도 3에 도시된 바와 같이 종방향 단면이 사각형으로 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 챔버(20)는 상기 마그네트론(45)으로부터 상기 챔버(20)에 방사된 마이크로웨이브가 외부로 투과되지 않도록 금속 재질로 성형될 수 있다. 그리 고, 상기 챔버(20)의 하단에는 상기 챔버(20)에 방사된 마이크로웨이브가 상기 챔버(20)의 하부를 통해 외부로 방사되지 않도록 상기 챔버(20)에 방사된 마이크로웨이브를 산란시켜 상쇄시키는 원통형 팁(25)이 연결된다. 또한, 상기 챔버(20)의 내벽에는 상기 마그네트론(35)으로부터 상기 챔버(20)에 방사된 마이크로웨이브가 외부로 투과되지 않도록, 적어도 상기 챔버(20)의 전 둘레면 중 마이크로웨이브가 조사되는 면과 대향되는 곳에 석고 등의 재질로 이루어진 마이크로웨이브 흡수제(20')가 부착될 수 있다.

상기 도파관(30)은, 팽창흑연을 효율적으로 생산할 수 있도록 상기 챔버(20)의 길이방향으로 적어도 하나 이상 바람직하다. 또한, 상기 도파관(30)은, 상기 마그네트론(35)으로부터 챔버(20)로 방사되는 마이크로웨이브가 상기 챔버(20)에 공급된 팽창성흑연(G)에 고르게 조사될 수 있도록 상기 챔버(20)의 수직방향에 대하여 일정각도(θ)로 하향 경사질 수 있다.

상기 챔버 지지수단(40)은, 베이스(42)와, 상기 챔버(20)가 상기 베이스(42)에 대하여 일정 경사각도(θ)로 기울어진 상태로 설치될 수 있도록 상기 베이스(42)와 챔버(20) 사이에 적어도 하나 이상 설치된 레그(44)와, 상기 챔버(20)의 경사 각을 자유자재로 가변시킬 수 있도록 상기 레그(44)에 구비되어 상기 레그(44)의 길이를 조절하는 레그 길이조절수단(46)을 포함한다.

상기 베이스(42)는, 이동 가능토록 바퀴 등이 구비될 수 있다.

상기 레그(44)는, 상기 챔버(20)의 상단과 하단을 각각 지지토록 한 쌍으로 이루어질 수 있고, 각각 상기 챔버(20)가 상하방향으로 회전 가능토록 상기 챔버(20)와 힌지 결합된다. 이와 같은 레그(44)는, 트러스 구조 또는 교각모양으로 구비될 수 있다.

상기 레그 길이조절수단(46)은, 적어도 상기 챔버(20)의 상단을 지지하는 레그(44)에 구비되며, 상기 레그(44)의 길이를 용이하게 조절할 수 있도록 통상적인 기계장치나 유압 또는 공압장치(미도시) 등으로 구비될 수 있다.

이와 같은 챔버 지지수단(40)은, 상기 챔버(20)에 공급된 팽창성흑연(G)이 중력에 의해 적정 속도로 이동될 수 있도록 상기 챔버(20)를 상기 베이스(42)로부터 20도이상 90도 미만의 기울기로 경사지게 하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 챔버(20)에 공급된 팽창성흑연(G)이 보다 더 용이하게 아래로 이동될 수 있도록, 상기 챔버(20)의 상단에는 상기 챔버(20)의 바닥을 두들겨주는 바이브레이터(50)가 설치될 수 있다.

상기 바이브레이터(50)는 상기 챔버(20)의 바닥에 고정된 케이스(52)와, 상기 케이스(52)의 내벽에 고정되어 전원을 인가받는 스테이터(53)와, 상기 스테이터(53)의 내부에 회전 가능토록 설치된 로터(54)와, 상기 로터(54)의 회전축(54a) 끝단에 고정된 캠(56)과, 상기 캠(56)과 상기 챔버(20) 사이에 설치되어 상기 캠(56)이 회전됨에 따라 상기 챔버(20)의 바닥에 마찰/이격되는 타격부재(58)로 이루어진다.

한편, 상기 챔버(20)에 공급된 팽창성흑연(G)이 상기 마그네트론(35)으로부터 방사된 마이크로웨이브에 의해 팽창되면, 상기 팽창성흑연(G)에 산 처리된 SO₃등의 유해가스가 발생한다. 따라서, 상기 챔버(20)의 상단에는 상기 챔버(20) 속의 유해가스를 별도의 가스처리시설로 유도할 수 있는 배기수단이 연결된다.

상기 배기수단은, 상기 챔버(20) 내부의 유해가스가 배출될 수 있도록 챔버(20)의 상단과 연결된 가스관(60)과, 상기 가스관(60) 상에 설치되어 상기 챔버(20) 내부의 유해가스가 용이하게 배출될 수 있도록 펌핑하는 배기펌프(미도시)를 포함한다.

상기 가스처리시설에서는 상기 챔버(20)로부터 배출된 가스를 중화시키거나, 재활용할 수 있겠다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 챔버(20)가 지면에 대하여 일정 경사각도(θ)로 경사지게 배치될 수 있도록 상기 레그(44)의 상하 길이를 조절한 후, 상기 팽창성흑연 공급수단(10)을 작동시켜 상기 챔버(20)로 팽창성흑연(G)이 공급되게 한다.

상기 챔버(20)에 공급된 팽창성흑연(G)은 상기 챔버(20)가 지면에 대하여 기울어진 상태이므로 중력에 의해 하향 이동된다.

이와 같이 상기 챔버(20)에 팽창성흑연(G)이 공급되면, 상기 마그네트론(35)을 작동시켜서 상기 챔버(20)에 마이크로웨이브가 조사되게 한다. 그러면, 상기 챔버(20)의 팽창성흑연(G)이 마이크로웨이브에 의해 팽창되면서 하향 이동되어 팽창흑연이 만들어진다.

이처럼, 상기 챔버(20)에 일정 속도로 계속 팽창성흑연(G)이 공급되고 마이크로웨이브가 조사되면, 팽창흑연이 연속적으로 만들어지게 된다.

한편, 상기 챔버(20)에 조사된 마이크로웨이브는 상기 챔버(20)의 내벽에 부착된 마이크로웨이브 흡수제(20')에 흡수되거나, 상기 챔버(20)를 따라 상기 원통형 팁(25)으로 진행되어 상기 원통형 팁(25)에서 산란되면서 소멸된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 팽창흑연 제조장치를 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상은 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 용이하게 응용될 수 있다.

예를 들어, 상기 팽창성 흑연 공급수단(10)은 상기에 기재된 롤렛 방식 외에도 솔레노이드 밸브식 또는 스크류 펌프식 등으로도 다양하게 실시될 수 있다. 또한, 바이브레이터로서는 상기에 기재된 기계식 외에도 전자식, 에어식, 그리고 챔버 자체를 축방향으로 미세하게 왕복운동시키는 오실레이터식, 압전 세라믹을 이용한 코인형 등으로 다양하게 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 팽창흑연 제조장치는 팽창성 흑연 공급수단과 연결된 챔버를 경사지게 설치하여 상기 챔버에 공급된 팽창성흑연이 중력에 의해 이동되게 하고, 상기 챔버에서 팽창성흑연이 이동될 때 상기 챔버에 마이크로웨이브를 방사함으로써 팽창흑연을 연속적으로 제조하되, 그 시설을 소형화할 수 있기 때문에 팽창흑연이 필요한 현장으로 직접 이동이 가능하여 생산성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 팽창흑연의 사용범위를 넓힐 수 있고, 초기투자비용을 절감할 수 있다.

Claims

팽창성 흑연(expandable graphite)을 공급하는 팽창성 흑연 공급수단과; 상기 팽창성 흑연 공급기와 연결된 챔버와; 상기 챔버에 공급된 팽창성 흑연이 중력에 의해 이동될 수 있도록 상기 챔버를 경사지게 하는 챔버 지지수단과; 상기 챔버와 도파관으로 연결되어 팽창성 흑연이 팽창될 수 있도록 마이크로웨이브를 방사하는 마그네트론과; 상기 챔버와 연결되어 팽창성 흑연의 팽창시 발생하는 가스를 배출시키는 배기수단과; 상기 챔버의 하단과 연결되어 상기 챔버에 방사된 마이크로웨이브를 산란시켜 상쇄되게 하는 원통형 팁을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 팽창흑연 제조장치.
제 1 항에 있어서,

상기 챔버 지지수단은, 베이스와; 상기 베이스와 챔버 사이에 설치된 적어도 하나 이상의 레그와; 상기 레그에 구비되어 상기 레그의 길이를 조절하는 레그 길이조절수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 팽창흑연 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 챔버 지지수단은, 상기 챔버가 20도 이상 90도 미만의 기울기로 경사질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 팽창흑연 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 챔버에는 상기 챔버를 두들겨주는 바이브레이터가 설치된 것을 특징으로 하는 팽창흑연 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 챔버의 내벽에는 상기 도파관과 대향되는 면에 마이크로웨이브 흡수제가 구비된 것을 특징으로 하는 팽창흑연 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 도파관은 상기 챔버의 길이방향으로 상기 챔버와 적어도 하나 이상 연결되고, 상기 챔버의 수직방향에 대하여 하향 경사진 것을 특징으로 하는 팽창흑연 제조장치.