KR100891950B1 - 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치와자동가압수단이 구비된 펄라이트 충진방법 - Google Patents

자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치와자동가압수단이 구비된 펄라이트 충진방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부챔버와 외부챔버 사이에 진공공간이 구비된 챔버부와, 외부에 이격되어 설치되는 펄라이트저장탱크와, 상기 펄라이트저장탱크와 외부챔버 사이에 연결되어 펄라이트가 상기 진공공간으로 이동되는 펄라이트유입관으로 이루어진 펄라이트 충진장치에 있어서, 상기 외부챔버와 통하여 상기 진공공간으로 연결되는 충진유입관과; 상기 충진유입관과 연결되고, 상기 진공공간에 충진된 펄라이트를 수회 가압하는 자동가압수단과; 상기 외부챔버를 통하여 상기 진공공간으로 연결되어 진공공간 내의 진공도를 조절하는 진공펌퍼와; 상기 자동가압수단과 상기 진공펌프 및 상기 펄라이트탱크의 작동을 제어하는 제어수단;으로 구성되어, 자동화 설비를 구현함으로 작업기피현상이 사라져 작업환경이 개선되고, 수작업으로 발생했던 오차가 줄어들어 보수에 따른 비용이 절감되고, 설비시설의 경쟁력이 확보된다.
Figure R1020080049578
내부챔버, 외부챔버, 진공공간, 펄라이트, 자동가압수단, 진공펌프, 제어수단

Description

자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치와 자동가압수단이 구비된 펄라이트 충진방법{Filling apparatus pearlite with automatically pressurizing device and filling method pearlite with automatically pressurizing device}
본 발명은 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초저온물질이 저장되는 내부챔버와 외부챔버 사이의 진공공간에 펄라이트를 주입하는 펄라이트저장탱크와 펄라이트간의 공극을 줄이기 위해 펄라이트를 가압하는 자동가압수단과 상기 펄라이트저장탱크, 상기 자동가압수단을 제어하는 제어수단으로 자동으로 펄라이트를 충진가능하고, 작업환경개선이 가능한 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치에 관한 것이다.
최근에 들어 산업화가 급속히 진행되면서 국민소득의 증가와 각종 편의생활 및 생활수준의 향상이라는 긍정적인측면과 더불어, 화석연료의 소비가 기하급수적으로 증가되면서 이에 따른 환경오염이 심각한 사회적 문제로 대두되고 있는 바, 특히 현대문명의 꽃이라 할 수 있는 자동차가 그 배기가스로 인하여 대기오염의 주범이 되고있으며, 이에 따라 세계 각국에서는 자동차 배기가스로 인한 대기오염을 감소시키고자 많은 노력을 기울이고 있다.
이러한 자동차 배기가스로 인하여 야기되는 대기오염을 방지하기 위한 방편으로서, 화석연료 대신에 청정연료의 하나인 천연가스(NG: Natural gas)를 연료로 사용하는 천연가스 차량의 보급을 확산시키고 있는 추세이며, 이와 더불어 이상적인 에너지 자원으로서 현재 직면하고 있는 복잡한 에너지 문제들을 해결할 수 있는 수소연료를 자동차 뿐만 아니라 산업체나 일반 가정에서도 활용할 수 있도록 하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
상기 수소연료는 지구상에서 탄소와 질소 다음으로 가장 풍부한 원소일 뿐만 아니라, 연소시에 극히 미량의 질소산화물만을 생성시키고 다른 공해물질은 전혀 배출하지 않는 깨끗한 에너지원이며, 지구상에 존재하는 거의 무한한 양의 물을 원료로 하여 만들어 낼 수 있고, 사용 후에는 다시 물로 재순환되기 때문에 고갈의 우려 또한 거의 없는 최적의 에너지원이다.
이러한 수소원료는 초저온물질로 응축시킨 후, 단열장치에 넣어 보관시켜야 한다. 특히, 초저온물질은 보냉 또는 고온물질의 보온을 위해서는 단열장치의 내부와 외부 간 열전도와 대류의 방지가 요구된다.
이뿐만 아니라, 액체질소, 액체산소, 아르곤등도 단열장치를 통해 보관되어야 한다.
상기 액체질소는 대기 압력 하에서 -196℃에서 액체로 존재한다. 임계온도는 -147.21℃이며, 임계압력은 33.5atm이다. 끓는점은 latm 하에서 -196℃이다. 질소는 2원자 분자로서 공기 부피의 80%를 차지하는 기체 원소로서 공업적으로는 공기의 분별액화로 얻을 수 있으며, 화학적으로는 염화암모늄과 아질산나트륨의 혼합액 을 70℃로 가열하여 분별증류로 얻는다. 이렇게 하여 얻은 질소를 -196℃까지 냉각하여 액체질소를 제조한다. 이러한 액체질소는 무색 투명하며 유동성이 크다. 또한 기본적인 용도인 암모니아의 합성 원료 이외에도 그 비활성과 저온액체라는 점 등의 성질이 주목되어 화학·철강·전자공업 분야 등에서 그 수요가 증가하고 있다.
상기 액체산소는 공기액화기에 분리기를 접속시키고 액체공기로부터 질소 ·아르곤 등 산소보다 끓는점이 낮은 다른 혼합액화가스를 분리시키면 얻을 수 있다. 보통 완전히 분리할 수는 없고 약간 혼합되어 있는 경우가 많으며, 끓는점 －183 ℃이고, 약간 푸른 빛을 띤다. 그리고, 산소용접 ·산소제강 ·산소흡입 등 공업이나 의료용으로 대량 소비되는 산소는 이러한 액체산소로부터 얻는다.
도 1은 종래의 초저온물질을 단열장치에 보냉하는 것을 도시하는 실시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 보온 또는 보냉이 요구되는 물질이 저장되는 내부챔버(1)와 이를 포함하는 외부챔버(3) 사이에 빈 진공공간(5)을 두어 전도와 대류를 방해하는 펄라이트를 충진시키는 방법을 사용하였다. 이러한 펄라이트는 상기 내부챔버(1)의 외부에 설치된 펄라이트저장탱크(7)에 의해 주입된다. 이때, 상기 펄라이트의 형상이 대략 팝콘형상이므로 펄라이트간의 정확하게 맞물리지 못하는 공극 현상이 발생한다. 그래서, 상기 펄라이트저장탱크(7)는 펄라이트 주입을 멈추고 작업자가 외부챔버(3) 위로 올라가서 펄라이트충진스틱(9)을 사용하여 다지는 방법으로 공극을 줄이며, 펄라이트간의 공극이 줄어들면 다시 펄라이트를 재주입하 여 상기 진공공간(5)에 최대한으로 많은 펄라이트가 주입되도록 하였다.
그러나, 작업자가 직접 외부챔버 상단에 올라가 작업을 해야 하는 위험성으로 인해 작업기피 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
그리고, 작업자가 직접 펄라이트 충진하므로 펄라이트 충진율의 많은 오차가 발생하였다.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 내부챔버와 외부챔버 사이에 주입되는 펄라이트를 자동으로 가압하는 자동가압수단과, 펄라이트저장탱크와 자동가압수단의 작동을 제어하는 제어수단을 구비하여,
작업자가 직접 펄라이트를 가압하지 않아도 되고, 내부챔버와 외부챔버 사이에 주입되는 펄라이트 최대한 많이 충진할 수 있는 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치는 내부챔버와 외부챔버 사이에 진공공간이 구비된 챔버부와, 외부에 이격되어 설치되는 펄라이트저장탱크와, 상기 펄라이트저장탱크와 외부챔버 사이에 연결되어 펄라이트가 상기 진공공간으로 이동되는 펄라이트유입관으로 이루어진 펄라이트 충진장치에 있어서, 상기 외부챔버와 통하여 상기 진공공간으로 연결되는 충진유입관과; 상기 충진유입관과 연결되고, 상기 진공공간에 충진된 펄라이트를 수회 가압하는 자동가압수단과; 상기 외부챔버를 통하여 상기 진공공간으로 연결되어 진공공간 내의 진공도를 조절하는 진공펌퍼와; 상기 자동가압수단과 상기 진공펌프 및 상기 펄라이트탱크의 작동을 제어하는 제어수단;으로 구성되어, 상기 진공공간 내의 진공도를 수시로 조절하고, 조절된 진공도에 따라 상기 자동가압수단에 의해 펄라이트의 가압이 이루어져 상기 펄라이트탱크로부터 펄라이트 충진이 이루어지는 것을 수회 반복함에 따라 펄라이트의 충진이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 외부챔버는 일측에 챔버유입관이 더 형성되어, 상기 펄라이트유입관과 상기 충진유입관이 상기 챔버유입관에 연통되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 챔버유입관은 상기 외부챔버로 유입되는 물질을 제어하는 통합밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 펄라이트유입관은 상기 외부챔버로 유입되는 물질을 제어하는 펄라이트밸브를 구비하고,
상기 충진유입관은 상기 외부챔버로 유입되는 물질을 제어하는 가압밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 자동가압수단은 기체 압력을 이용하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 기체는 질소인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어수단은 상기 외부챔버 내부의 진공도를 측정하는 진공게이지와 상기 자동가압수단 내부의 압력을 측정하는 압력게이지를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 진공펌프는 진공펌프로 에어가 펌프 되기 전에 에어가 여과되도록 전측에 펌프필터가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 내부챔버와 외부챔버 사이에 진공공간이 구비된 챔버부와, 외부에 이격되어 설치되는 펄라이트저장탱크와, 상기 펄라이트저장탱크와 외부챔버 사이에 연결되어 펄라이트가 상기 진공공간으로 이동되는 펄라이트유입관으로 이루어진 펄 라이트 충진장치로 상기 진공공간에 펄라이트를 충진하는 펄라이트 충진방법에 있어서, 진공펌프를 사용하여 상기 진공공간의 진공도를 조절하는 1단계;와 조절된 상기 진공공간의 압력차이에 의해 상기 펄라이트탱크로부터 펄라이트를 충진하는 2단계와; 펄라이트가 채워진 상기 진공공간 내를 상기 진공펌프로 진공도를 재차 조절하는 3단계와; 상기 진공공간의 상부로부터 기체압력을 분사하여 펄라이트를 하측으로 강체로 밀어넣는 4단계와; 상기 4단계에 의해 생성된 공간내로 펄라이트를 재차 충진하는 5단계와; 상기 3단계 내지 5단계를 수회 반복하는 6단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 내부챔버와 외부챔버 사이에 주입되는 펄라이트를 자동으로 가압하는 자동가압수단과, 펄라이트저장탱크와 자동가압수단의 작동을 제어하는 제어수단을 구비하여,
첫째, 자동화 설비를 구현함으로 작업기피현상이 사라져 작업환경이 개선되고,
둘째, 수작업으로 발생했던 오차가 줄어들어 보수에 따른 비용이 절감되고, 설비시설의 경쟁력이 확보된다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2은 본 발명에 따른 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치를 도시하 는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 챔버부(100)와, 챔버부(100)로 펄라이트를 공급하는 펄라이트저장탱크(130)와, 유입된 펄라이트를 가압하는 자동가압수단(140)과, 진공도를 조절하는 진공펌프(150)와, 상기 펄라이트저장탱크(130)와 상기 자동가압수단(140)과 상기 진공펌프(150)의 작동을 제어하는 제어수단(170)으로 구성된다.
이하, 각 구성을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 챔버부와 펄라이트저장탱크를 설명하기로 한다.
상기 챔버부(100)는 내부챔버(110)와 외부챔버(120)로 이루어진다.
상기 내부챔버(110)는 보온, 보냉이 요구되는 물질이 유입되어 저장되는 곳으로 일정한 강도를 가지는 금속재질로 구성되며 밀폐되어 있으며, 별도의 내부유입관(미도시)을 통해 내부로 저장된다.
상기 외부챔버(120)는 상기 내부챔버(110)와 이격되어 위치되어 내부챔버(110)와 외부챔버(120) 사이에는 진공공간(160)가 형성되며, 내부챔버(110)를 둘러서 감싸며, 일정한 강도를 가지는 금속재질로 구성되며 외부와 밀폐되어 있다.
상기 진공공간(160)은 상기 내부챔버(110)와 상기 외부챔버(120) 사이에 형성된 것으로 상기 내부챔버(110)와 상기 외부챔버(120) 사이의 열대류와 전도를 방지하기 위해 고진공상태로 유지되는 곳이다.
상기 펄라이트저장탱크(130)는 상기 외부챔버(120)에 이격되며 펄라이트유입 관(132)을 통해 펄라이트가 상기 외부챔버(120)를 통해 상기 진공공간(160)로 유입되게 된다. 이때, 상기 펄라이트는 상기 펄라이트저장탱크(130)와 상기 진공공간(160)의 압력차에 의해 이동이 가능하며 상세한 설명은 후술하기로 한다.
여기서, 상기 펄라이트란 화산용암이나 마그마가 지표의 호수로 흘러들어 급격한 냉각에 의해 형성된다. 상기 펄라이트는 납빛을 가지며 보통 회색 혹은 푸르스름하나 갈색이나 청색 혹은 적색도 있다. 천연glass는 본래 다공질 경석과 화산임재, 화산회도 함유하고 있다.
크게 펄라이트라고 불려지는 광물에는 흑요석, 진주암, 송지암이 있으며 이런 구분은 화학성분, 외관 및 함유 휘발분의 양에 의해 구분되는 것이다.
여기서, 상기 펄라이트유입관(132)은 상기 외부챔버(120)와 상기 펄라이트저장탱크(130)를 이어주는 파이프로 상기 진공공간(160)로 펄라이트가 유입되게 가이드 해준다.
바람직하게는 펄라이트유입관(132)은 일측에 펄라이트밸브(134)를 구비하여 상기 펄라이트저장탱크(130)에서 상기 진공공간(160)로 펄라이트가 유입되는 양을 조절가능하다. 이때, 상기 펄라이트저장탱크(130)는 후술하는 제어수단(170)에 제어를 받으며, 상기 펄라이트밸브(134) 또한 제어수단(170)에 제어를 받는 것은 당연하다.
다음으로, 자동가압수단(140)과 진공펌프(150)와 상기 제어수단(170)을 설명하기로 한다.
상기 자동가압수단(140)은 상기 진공공간(160)에 유입된 펄라이트를 더 조밀하게 가압하는 것으로, 상기 펄라이트저장탱크(130)에서 상기 진공공간(160)로 펄라이트가 반복적으로 유입되면 외관상으로는 100% 채워졌다고 보이지만, 펄라이트의 구조가 팝콘형상이므로 서로 맞물리는 부분에 공극이 생기게 되므로 자동가압수단(140)을 이용하여 맞물리는 부분을 조밀하게 가압해야지 실제적으로 100%에 가깝게 채워지게 된다. 여기서도, 마찬가지로 상기 자동가압수단(140)의 내부의 기체의 압력이 상기 진공공간(160)내로 분사되어 가압하게 된다.
특히, 상기 자동가압수단(140)은 질소탱크로 구성되는 것이 바람직하다. 이는, 질소는 압축성 가스중 가장 구하기 쉽고 값이 싸고 반응성이 적고 불연성이고 독성이 없고 조연성이 없는 안전한 가스이기 때문입니다. 그리고, 상기 자동가압수단(140)은 상기 외부챔버(120) 상측으로 구비되어, 관 형상으로 상기 외부챔버(120)을 통하여 상기 진공공간(160)으로 연결되는 충진유입관(142)를 통하여 질소 기체가 분사된다.
그리고, 상기 충진유입관(142)은 상기 펄라이트유입관(132)과 마찬가지로 일측에 가압밸브(144)가 구비되어, 질소의 양을 조절가능하며 후술하는 제어수단(170)에 의해 작동을 제어 받는다.
바람직하게는, 외부챔버(120) 일측에 관 형상으로 관 형상으로 상기 외부챔버(120)을 통하여 상기 진공공간(160)으로 연결되는 챔버유입관(122)을 형성하여, 상기 챔버유입관(122)으로 상기 충진유입관(142)과 상기 펄라이트유입관(132)이 연통되게 하는 것이 좋다. 이는, 상기 충진유입관(142)과 상기 펄라이트유입관(132) 은 개별적으로 상기 외부챔버(120)에 연통될 수 있지만, 펄라이트가 유입되는 통로와 가압되는 통로가 같아야지 가압이 효율적이다.
그리고, 상기 챔버유입관(122) 또한 통합밸브(124)가 구비되어, 작업 완료 후 진공공간(160) 내외부로의 물질의 이동을 차단하는 것이 좋다. 이는, 상기 펄라이트밸브(134)와 상기 가압밸브(144)가 존재하지만, 상기 통합밸브(124)를 구비함으로 이중으로 내외부를 차단하는 효과뿐만 아니라, 펄라이트밸브(134)와 가압밸브(144)의 오작동으로 인한 대체밸브 역할도 한다.
상기 진공펌프(150)는 상기 외부챔버(120) 측면에 구비되어 상기 진공공간(160)의 진공배기(60~70torr)를 일정압으로 조절한다. 이는, 상기 펄라이트저장탱크(130)와 상기 자동가압수단은 압력차에 의해 이동이 가능하므로, 압력이 큰 펄라이트저장탱크(130)와 자동가압수단(140)에서 자동으로 상기 진공공간(160)로 이동이 가능하게 해준다. 가령, 상기 진공펌프(150)를 이용하여 상기 진공공간(160)의 진공도를 약 65torr가 되게 한 후, 상기 펄라이트밸브(134)를 개방하게 되면 압력 차에 의해 상기 펄라이트가 진공공간(160)로 이동하게 되고, 진공공간(160)의 진공도가 약 50torr가 되면 압력차가 동일하게 되어 이동이 중지되게 된다. 여기서, 진공도는 마이너스 압력으로 10,20,30torr로 상승할 수록 압력은 낮아진다고 볼 수 있다.
바람직하게는, 상기 진공펌프(150)와 상기 외부챔버(120)와 연결되는 사이에는 펌프필터(미도시)가 구비되어, 진공공간(160)에서 발생되는 분진들을 제거할 수도 있다.
상기 제어수단(170)은 상기 진공펌프(150), 상기 펄라이트저장탱크(130), 상기 자동가압수단(140)에 연결되어 상기 진공펌프(150), 상기 펄라이트저장탱크(130), 상기 자동가압수단(140)을 제어하는 것으로, 육면체의 판넬에 상기 진공공간(160) 내부의 압력을 표시하는 진공게이지(172)와 상기 자동가압수단(140) 내부를 측정하는 압력게이지(174)와 자동가압수단(140)이 가압되는 횟수를 체크하는 카운터기(176)와 상기 진공펌프(150), 상기 펄라이트저장탱크(130), 상기 자동가압수단(140)을 구동하는 스위치가 있다. 그리고, 상기 제어수단(170)은 상기 통합밸브(124), 상기 펄라이트밸브(134), 상기 가압밸브(144)와도 연결되어, 상기 통합밸브(124), 상기 펄라이트밸브(134), 상기 가압밸브(144)를 제어하도록 상기 통합밸브(124), 상기 펄라이트밸브(134), 상기 가압밸브(144)용 스위치가 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치로 펄라이트를 충진하는 방법을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 자동가압수단이 구비된 펄라이트 충진방법를 도시하는 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자동가압수단이 구비된 펄라이트 충진방법은 진공펌프(150)를 사용하여 상기 진공공간(160)의 진공도를 조절하는 1단계;와 조절된 상기 진공공간(160)의 압력차이에 의해 상기 펄라이트저장탱크(130)로부터 펄라이트를 충진하는 2단계와, 펄라이트가 채워진 상기 진공공간(160) 내를 상기 진공펌프(150)로 진공도를 재차 조절하는 3단계와, 상기 진공공간(160)의 상부 로부터 기체압력을 분사하여 펄라이트를 하측으로 강제로 밀어넣는 4단계와, 상기 4단계에 의해 생성된 공간내로 펄라이트를 재차 충진하는 5단계와, 상기 3단계 내지 5단계를 수회 반복하는 6단계로 이루어진다.
각 단계를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
진공펌프(150)를 사용하여 상기 진공공간(160)의 진공도를 조절하는 1단계는 상기 내부챔버(110)에 보온, 보냉될 물질을 투입한 후, 상기 진공펌프(150)를 이용하여 상기 진공공간(160)의 진공도를 약 65torr 정도가 되게 한다. 여기서, 진공도는 상기 제어수단(170)에 구비된 진공게이지(172)를 통해서 확인할 수 있다.
조절된 상기 진공공간(160)의 압력차이에 의해 상기 펄라이트저장탱크(130)로부터 펄라이트를 충진하는 2단계는 상기 제어수단(170)의 각종 스위치를 이용하여, 상기 통합밸브(124)와 상기 펄라이트밸브(134)는 개방하고 상기 가압밸브(144)를 폐쇄하면 자동으로 상기 펄라이트저장탱크(130)에서 펄라이트가 상기 펄라이트유입관(132)을 통해 상기 진공공간(160)로 압력차에 의해 이동하게 된다.
펄라이트가 채워진 상기 진공공간(160) 내를 상기 진공펌프(150)로 진공도를 재차 조절하는 3단계는 이동이 진행되는 동안 진공도는 약 65torr에서 점차적으로 약 50torr까지 변하게 되면 더 이상 이동이 되지 않으므로, 상기 통합밸브(124) 또는 상기 펄라이트밸브(134)를 폐쇄한 후, 다시 상기 진공펌프(150)를 이용하여 상기 진공공간(160)의 진공도를 약 약 65torr 정도가 되게 한다.
또한, 상기 펄라이트밸브(134)를 페쇄와 개방 및 상기 진공펌프(150)를 작동 과 정지를 반복적으로 하지 않고, 계속 펄라이트밸브(134)를 개방하고 진공펌프()는 상기 진공공간(160)에 압력을 낮아지게 하여 상기 펄라이트탱크(130)에서 펄라이트가 진공공간(160)로 계속주입되도록 할 수도 있다. 이와 같이, 펄라이트를 주입하는 방법은 당업자에 따라 다양하게 실시될 수 있음은 당연하다.
이러한 펄라이트 주입작업을 자동으로 약 3~4시간 진행하고 나면 펄라이트가 외관상으로는 100% 충진된 것처럼 보이지만, 펄라이트의 팝콘형상의 구조로 인해 약 90%정도만 충진되므로, 나머지 10%를 더 충진해야 한다.
상기 진공공간(160)의 상부로부터 기체압력을 분사하여 펄라이트를 하측으로 강제로 밀어넣는 4단계는 상기 펄라이트저장탱크(130)와 상기 진공공간(160)의 압력차가 발생하더라도 펄라이트가 충진될 공간이 없어 펄라이트가 이동하지 않으므로, 상기 펄라이트저장탱크(130)와 상기 펄라이트밸브(134)를 폐쇄한다. 단, 상기 펄라이트밸브(134)를 상기 제어수단(170)에 의해 자동으로 계속유지해도 되지만, 수동으로 전환하는 것이 좋다. 이는, 상기 자동가압수단(140)의 급격한 가압에 상기 제어수단(170)과 상기 진공펌프(150)의 오작동이 발생할 수 있기 때문이다.
그리고, 상기 진공펌프(150)를 이용하여 다시 상기 진공공간(160)의 진공도를 약 65torr 정도가 되게 한다. 이때, 상기 진공공간(160)의 외관상으로는 100% 채워진 것처럼 보이기 때문에 더이상 상기 펄라이트저장탱크에서 펄라이트의 이동은 발생하지 않으므로, 상기 가압밸브(144)를 개방하여 상기 자동가압수단(140)의 질소탱크(140)에서 압축된 질소기체가 펄라이트를 가압해야 펄라이트간의 공극이 축소되어 펄라이트를 충진할 공간이 확보된다. 상기 자동가압수단(140)은 좁은 공간에서 압축된 질소기체의 집중된 가압으로 펄라이트의 비산없이 하측방향으로 가압력이 전달되게 된다.
상기 4단계에 의해 생성된 공간내로 펄라이트를 재차 충진하는 5단계는 상기 진공펌프(150)를 이용하여 다시 상기 진공공간(160)의 진공도를 약 65torr 정도가 되게 한 후, 펄라이트저장탱크(130)에서 펄라이트를 상기 진공공간(160)의 확보된 공간으로 외관상 100%라 되게 충진시킨다.
상기 3단계, 상기 4단계, 상기 5단계를 반복하는 6단계는 전술한 공정을 반복하는 단계이다. 상기 5단계를 통해 대략 1~2%정도 더 펄라이트가 주입되게 되고 다시 상기 자동가압수단(140)을 사용하는 전술한 방법으로 약 60~80번 반복적으로 시행하면, 외관상과 실제적으로 100%에 가깝게 펄라이트가 충진되게 된다. 여기서, 상기 제어수단(170)에는 상기 자동가압수단(140)이 작동하는 횟수를 세는 카운터기(176)가 구비되므로, 손 쉽게 관찰할 수가 있다.
한편, 상기 진공펌프(150)을 작동하면서 상기 자동가압수단(140)을 작동하지 않는 이유는 급격한 가압으로 인한 진공펌프(150)의 고장이 발생할 수 있기 때문이다.
그리고, 상기 제어수단(170)을 통해 상기 질소탱크(140)의 압력이 떨어지면 질소탱크(140)로 질소를 더 투입해야지 효율적인 가압을 진행할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 외부챔버 외주에 질소탱크인 자동가압수단을 구비하고, 각종 수단들을 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하며, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것인바, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래의 초저온물질을 단열장치에 보냉하는 것을 도시하는 실시도.
도 2은 본 발명에 따른 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치를 도시하는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 자동가압수단이 구비된 펄라이트 충진방법를 도시하는 블록도.
<도면의 주요부분에 관한 부호의 설명>
1, 110: 내부챔버 3, 120: 외부챔버
5, 160: 진공공간 7: 펄라이트저장탱크
9: 펄라이트충진탱크 100: 챔버부
122: 챔버유입관 124: 통합밸브
130: 펄라이트저장탱크 132: 펄라이트유입관
134: 펄라이트밸브 140: 자동가압수단
142: 충진유입관 144: 가압밸브
150: 진공펌프 170: 제어수단
172: 진공게이지 174: 압력게이지
176: 카운터기

Claims (10)

  1. 내부챔버(110)와 외부챔버(120) 사이에 진공공간(160)이 구비된 챔버부(100)와, 외부에 이격되어 설치되는 펄라이트저장탱크(130)와, 상기 펄라이트저장탱크(130)와 외부챔버(120) 사이에 연결되어 펄라이트가 상기 진공공간(160)으로 이동되는 펄라이트유입관(132)으로 이루어진 펄라이트 충진장치에 있어서,
    상기 외부챔버(120)와 통하여 상기 진공공간(160)으로 연결되는 충진유입관(142)과;
    상기 충진유입관(142)과 연결되고, 상기 진공공간(160)에 충진된 펄라이트를 수회 가압하는 자동가압수단(140)과;
    상기 외부챔버(120)를 통하여 상기 진공공간(160)으로 연결되어 진공공간(160) 내의 진공도를 조절하는 진공펌퍼(150)와;
    상기 자동가압수단(140)과 상기 진공펌프(150) 및 상기 펄라이트저장탱크(130)의 작동을 제어하는 제어수단(170);으로 구성되어,
    상기 진공공간(160) 내의 진공도를 수시로 조절하고, 조절된 진공도에 따라 상기 자동가압수단(140)에 의해 펄라이트의 가압이 이루어져 상기 펄라이트저장탱크(130)로부터 펄라이트 충진이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동가압수단이 구비된 펄라이트 충진장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 외부챔버(120)는,
    일측에 챔버유입관(122)이 더 형성되어, 상기 펄라이트유입관(132)과 상기 충진유입관(142)이 상기 챔버유입관(122)에 연통되는 것을 특징으로 하는 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 챔버유입관(122)은,
    상기 외부챔버(120)로 유입되는 물질을 제어하는 통합밸브(124)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 펄라이트유입관(132)은,
    상기 외부챔버(120)로 유입되는 물질을 제어하는 펄라이트밸브(134)를 구비하고,
    상기 충진유입관(142)은,
    상기 외부챔버(120)로 유입되는 물질을 제어하는 가압밸브(144)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 자동가압수단(140)은,
    기체 압력을 이용하는 것을 특징으로 하는 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 자동가압수단(140)은,
    질소 기체를 사용하는 것을 특징으로 하는 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제어수단(170)은,
    상기 외부챔버(120) 내부의 진공도를 측정하는 진공게이지(172)와 상기 자동가압수단(140) 내부의 압력을 측정하는 압력게이지(174)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 진공펌프(150)는,
    진공펌프(150)로 에어가 펌프 되기 전에 에어가 여과되도록 전측에 펌프필터(미도시)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자동가압수단을 구비한 펄라이트 충진장치.
  9. 내부챔버(110)와 외부챔버(120) 사이에 진공공간(160)이 구비된 챔버부(100)와, 외부에 이격되어 설치되는 펄라이트저장탱크(130)와, 상기 펄라이트저장탱크(130)와 외부챔버(120) 사이에 연결되어 펄라이트가 상기 진공공간(160)으로 이동되는 펄라이트유입관(132)으로 이루어진 펄라이트 충진장치로 상기 진공공간(160)에 펄라이트를 충진하는 펄라이트 충진방법에 있어서,
    진공펌프(150)를 사용하여 상기 진공공간(160)의 진공도를 조절하는 1단계;와
    조절된 상기 진공공간(160)의 압력차이에 의해 상기 펄라이트저장탱크(130)로부터 펄라이트를 충진하는 2단계와;
    펄라이트가 채워진 상기 진공공간(160) 내를 상기 진공펌프(150)로 진공도를 재차 조절하는 3단계와;
    상기 진공공간(160)의 상부로부터 기체압력을 분사하여 펄라이트를 하측으로 강제로 밀어넣는 4단계와;
    상기 4단계에 의해 생성된 공간내로 펄라이트를 재차 충진하는 5단계와;
    상기 3단계, 상기 4단계, 상기 5단계를 반복하는 6단계;로 이루어져,
    펄라이트의 충진이 자동가압으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동가압수단이 구비된 펄라이트 충진방법.
  10. 삭제
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