KR100624835B1 - 마이크로파를 이용한 질석 팽창 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로파를 이용하여 질석의 원석에 직접 열을 가함으로써 빠르고 저비용의 질석 팽창을 시키기 위한 마이크로파를 이용한 질석 팽창 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적은, 질석의 원석을 투입하기 위한 호퍼가 상부에 구비되며, 상기 호퍼의 하부에는 기울어져 설치되는 이송 팽창관의 유입구가 연결되고, 상기 이송 팽창관의 외측에는 마이크로파를 발생시켜 상기 이송 팽창관의 내부로 조사하기 위한 적어도 하나 이상의 마이크로파 발생부가 구비됨으로써 달성된다.

Description

마이크로파를 이용한 질석 팽창 장치{Vermiculite expansion apparatus using Microwave}

도 1 은 본 발명에 따르는 마이크로파를 이용한 질석 팽창 장치를 나타낸 도.

도 2 는 본 발명의 이송 팽창관의 단면을 보여주는 도.

도 3 은 팽창되기 전의 질석 상태를 보여주는 사진.

도 4 는 본 발명에 의하여 팽창된 질석 상태를 보여주는 사진.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 호퍼 200 : 질석 팽창부

210 : 이송 팽창관 220 : 마이크로파 발생부

230 : 보온재 300 : 트레이

본 발명은 질석 팽창 장치에 관한 것으로, 마이크로파를 이용하여 질석을 팽 창시킴으로써 저비용 및 고속의 질석 팽창을 이루도록 하는 마이크로파를 이용한 질석 팽창 장치에 관한 것이다.

질석은 천연상태에서 운모와 비슷한 외관을 지닌 편상 함수 망강철-알미늄-규산염 광물에 대한 총칭적인 이름으로, 가열하면 팽창되는 성질을 이용하여 보온재, 단열재, 방음재 등의 산업적으로 다양한 분야에 쓰인다.

이러한 질석은 800 - 1000℃로 가열하면 층 사이에 있던 수분이 증기로 변하며 격자층이 부풀어 오르거나 분리된다.

부피는 상업적인 품질일 경우 8 - 20 배 증가하나 개별 편들은 최대 30배까지도 팽창할 수 있다. 팽창시킬 경우 저밀도에 최적의 절연 성질을 지니며 흡수력도과 이온 교환 능력도 좋으며, 화학적으로 독성이 없으며 안정되어 있다.

기존의 질석 팽창을 위한 방법으로는. 수평로 또는 수직로를 중유 또는 가스를 이용한 버너에 의해 800 - 1000℃까지 가열한 다음 질석의 원석을 투입하게 되면 팽창하게 된다.

이러한 팽창 방법은 공개된 장소에서 작업을 하게 됨으로 분진 등 많은 작업 환경의 어려움이 발생하고, 또한 지속적으로 고온을 유지하기 위해서는 많은 연료를 사용하여야 하므로 비용의 증가를 가져왔다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 창안 된 것으로, 마이크로파를 이용하여 질석의 원석에 직접 열을 가함으로써 빠르고 저비용의 질석 팽창을 시키기 위한 마이크로파를 이용한 질석 팽창 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 마이크로파를 이용한 질석 팽창 장치는,

질석의 원석을 투입하기 위한 호퍼가 상부에 구비되며, 상기 호퍼의 하부에는 기울어져 설치되는 이송 팽창관의 유입구가 연결되고, 상기 이송 팽창관의 외측에는 마이크로파를 발생시켜 상기 이송 팽창관의 내부로 조사하기 위한 적어도 하나 이상의 마이크로파 발생부가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송 팽창관은, 그 단면이 오각형이고, 그 외측면에 복수개의 마이크로파 발생부가 구비된 외부관; 상기 외부관 내부에 삽입되어 있으며, 그 내부로 질석이 있는 이송되는 이송관; 상기 외부관의 내측과 이송관의 외측 사이에 구비되어 절연 및 이송관의 보온을 행하는 보온재;로 구비된다.

이와 같이 구성된 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따르는 마이크로파를 이용한 질석 팽창 장치를 나타낸 도로서, 도 3 에 도시한 바와 같은 질석 원석을 투입하기 위한 호퍼(100)가 구비되어 그 하부의 유출구로 질석 원석을 내보내게 된다.

상기 호퍼(100)의 하부 유출구에는 직선 관형태의 질석 팽창부(200)의 유입구가 연결되어 상기 호퍼(100)로부터 유출되는 질석 원석을 유입 받게 되는데, 상기 질석 팽창부(200)는 45ㅀ의 기울기를 가지고 설치됨으로써 유입 받은 질석 원석을 흘려서 이송시키게 되어 하부의 유출구로 흘려 내보내게 된다.

상기 질석 팽창부(200)는 도 2의 단면으로 도시한 바와 같이, 그 단면이 오각형인 외부관(210)이 구비되고, 그 내측에 상기 호퍼(100)의 유출구에 직접 연결되어 호퍼(100)로부터 유입되는 질석 원석을 흘려서 이송하기 위한 이송관(240)이 삽입되어 있다.

물론, 상기 외부관(210)이 오각형뿐만 아니라 사각, 육각 등의 다각으로 형성될 수 있으나, 오각일 경우 4각인 경우보다 마이크로파 조사의 균일도가 6배 정도 증가하게 되어 마이크로파가 이송관(240)의 내부로 가장 균일하게 조사될 수 있으므로 이송관(240)의 내부를 이동하는 질석이 균일하게 팽창하게 된다.

또한, 그 외부관(210)의 내측과 이송관(240)의 외측 사이에는 보온재(230)가 구비됨으로써 이송관(240)을 지지함과 아울러 외부관(210)과 이송관(240) 사이의 절연 및 보온을 행하게 되는 것이다.

상기 외부관(210)의 외측면에는 마이크로파 발생부(220)가 설치되어 있어서 이로부터 발생된 마이크로파를 외부관(210)을 투과하여 이송관(240)의 내부로 조사시키게 된다.

그러므로, 이송관(240)의 내부를 흘러서 이송되는 질석 원석에 열이 가해져 팽창되는 것이다.

질석 원석은 함유된 FeO₃, MgO, CaO 등은 마이크로파에 의해 높은 온도를 스스로 발생하는 물질이며, 또한 10% 이상의 함유된 수분도 급격히 증발하여 소멸하게 됨으로써 발포 팽창이 이루어지는 것이다.

상기 외부관(210) 및 이송관(240)은 마이크로파 발생부(220)로부터 조사된 마이크로파를 가장 잘 통과시킬 수 있는 재질로 구성되어야만 하는데, 이를 위하여 석영관으로 구성함이 바람직하고, 이러한 외부관(210) 및 이송관(240)의 재질은 석영뿐만 아니라 내열성이 강한 강화유리나 또는 마이크로파 흡수력이 없는 재질로 이루어질 수 있을 것이다.

한편, 상기 이송관(240)의 내부에서 마이크로파에 의해 발열된 열이 외측으로 유출되는 것을 방지하기 위하여 상기에서 설명한 바와 같이 외부관(210)과 이송관(240)의 사이에는 세라믹 울과 같은 보온재로(230)가 충전되어 있으므로 열의 소모가 극히 작아지게 되어 빠른 온도 상승에 의한 질석 팽창이 이루어질 수 있을 것이다.

따라서, 도 4 에 도시한 바와 같은 마이크로파에 의해 팽창된 질석이 질서 팽창부(200)의 하부 유출구를 통해 외부로 배출되어 트레이(300)에 쌓여지게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 질석 팽창 장치는, 마이크로파를 이용하여 질석의 원석에 직접 열을 가함으로써 빠르고 저비용의 질석 팽창이 이루어지는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 질석의 원석을 투입하기 위한 호퍼가 상부에 구비되며, 상기 호퍼의 하부에는 기울어져 설치되는 이송 팽창관의 유입구가 연결되고, 상기 이송 팽창관의 외측에는 마이크로파를 발생시켜 상기 이송 팽창관의 내부로 조사하기 위한 적어도 하나 이상의 마이크로파 발생부가 구비된 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 질석 팽창 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이송 팽창관은,

   그 단면이 오각형이고, 그 외측면에 복수개의 마이크로파 발생부가 구비된 외부관;

   상기 외부관 내부에 삽입되어 있으며, 그 내부로 질석이 있는 이송되는 이송관;

   상기 외부관의 내측과 이송관의 외측 사이에 구비되어 절연 및 이송관의 보온을 행하는 보온재;로 구비된 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 질석 팽창 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 이송 팽창관은 석영으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 질석 팽창 장치.

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