KR101254525B1 - 개질 유황 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개질 유황 이송장치에 관한 것으로, 구체적으로는 콘크리트 구조물에 유입되어 물의 증발 온도인 100℃이하의 온도에서 재용융이 가능한 물성을 지니며, 소수성을 가지는 개질 유황 결합재를 100℃ 이하의 물에 완전 용해시킬 수 있는 수경성 개질 유황 또는 100℃이하의 온도에서 재용융이 가능한 물성을 지닌 개질유황을 고상화 된 상태에서 이송하여 작업지에서 용융시켜 작업할 수 있는 개질 유황 이송장치에 관한 것이다.
본 발명은 고상화된 개질 유황(수경성 개질 유황 포함)을 용융시키기 위하여 가열수단이 구비되는 용융장치와, 상기 용융장치를 통하여 용융된 개질 유황을 이송 받아 저장하는 저장탱크와, 상기 저장탱크와 연결되어 콘크리트 혼합기에 상기 용융된 개질 유황을 분사하는 분사노즐 및 상기 저장탱크의 개질 유황을 펌핑하여 분사노즐로 공급하는 펌프를 포함한다.
본 발명의 개질 유황 이송장치에 의하면, 첫째, 노화된 콘크리트 구조물을 복원하기 위하여 작업 지까지 이동수단을 이용하여 도착하여 작업할 수 있으므로 작업의 효율성이 높아지는 효과가 있다.
둘째, 고상화된 개질 유황을 미리 용융시키지 않고, 작업 지에서 용융시켜서 바로 작업이 가능하므로 작업의 안전성을 높이는 큰 효과가 있는 것이다.

Description

개질 유황 이송장치{Transfer-divice for modified sulfur}

본 발명은 개질 유황 이송장치에 관한 것으로, 구체적으로는 아스팔트 콘크리트 혼합물이나 시멘트 콘크리트 구조물에 유입되어 물의 증발 온도인 100℃이하의 온도에서 재용융이 가능한 물성을 지니며, 소수성을 가지는 개질 유황 결합재를 100℃ 이하의 물에 완전 용해시킬 수 있는 수경성 개질 유황 또는 100℃이하의 온도에서 재용융이 가능한 물성을 지닌 개질유황을 고상화 된 상태에서 이송하여 작업지에서 용융시켜 작업할 수 있는 개질 유황 이송장치에 관한 것이다.

유황(sulfur)은 비금속 원소 중의 하나로써 천연 유황도 존재하나, 원유나 천연 가스의 탈황 과정 등에서 많이 발생된다.

원유나 천연 가스의 탈황 과정에서 발생되는 유황을 단순한 산업 폐기물로 처리하기 보다는 이를 다양한 산업분야에 활용하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다.

개질유황 아스팔트 콘크리트의 생산 또는 유황을 시멘트와 함께 결합재로 이용하는 개질 유황 콘크리트 기술이 개발되어 이용되고 있다.

그러나 유황의 물성은 119℃ 이상의 온도에서 용해되고 상온에서는 고체인 성질을 가진다.

또한, 인화점이 207℃이고, 자연 발화 온도가 245℃로서 착화성을 가지는 등의 문제점이 있어, 건설용 자재 등 실제 다양한 산업 분야에 이용하기에는 어려운 단점이 있었다.

이러한 단점을 개량하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있으나, 유황의 물성상 반응 제어가 곤란하고 상온에서 급격하게 고상화되어 성형할 수 없는 등의 단점이 있다.

이러한 유황의 단점을 개선하여 다양한 산업 분야에 이용하고자 유황에 다양한 물질을 첨가하여 물성을 개선한 개질 유황 결합재에 대한 많은 연구와 개발 노력이 있으나 여전히 반응 제어가 곤란하고 상온에서 급격하게 고상화되어 성형할 수 없는 등의 단점을 가지고 있다.

이에 본 출원인은 종래의 개질 유황 결합재의 문제점을 극복할 수 있는 개질 유황 결합재 및 그 제조 방법 등에 관하여 2007년 6월 25일 특허출원(한국특허출원번호 제10-2007-0062430호)하였다.

본 출원인이 개발하여 특허출원한 수경성 개질 유황 결합재는 물의 증발 온도인 100℃이하의 온도에서 재용융이 가능한 물성을 지니며, 소수성을 가지는 개질 유황 결합재를 100℃ 이하의 물에 완전 용해시킬 수 있게 되었다.

또한, 유황과 첨가물의 첨가량의 범위에 따라 변화를 줄 수 있으며, 강도, 흡수력, 내화학성, 탄성, 내화성 및 비폭열성 등에서 우수한 성능을 가지게 되었다.

그러나 개질유황아스팔트 콘크리트나 개질유황 시멘트 콘크리트의 생산은 모바일 믹서나 현장 배치 프랜트에서 배합하게 되므로 유황 중합기 및 융용 장치 등의 모든 설비를 모바일 믹서나 현장 배치 플랜트가 있는 작업지 외에서 배합을 하여 작업지까지 이송하여야 되는 불편함이 있었다.

또한, 용융시켜서 이송을 할 때에도 고온의 액체의 유황이므로 사고 시 화상으로 인한 인명피해 및 환경오염을 일으키는 큰 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 고상화된 개질 유황(수경성 개질유황 포함)을 아스팔트 콘크리트 플랜트나 레미콘 배치 플랜트 작업 지까지 안전하게 이송한 후 용융시켜 콘크리트 구조물 복원 작업을 할 수 있는 개질 유황 이송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 고상화된 개질 유황(수경성 개질 유황 포함)을 용융시키기 위하여 가열수단이 구비되는 용융장치와, 상기 용융장치를 통하여 용융된 개질 유황을 이송 받아 저장하는 저장탱크와, 상기 저장탱크와 연결되어 콘크리트 혼합기에 상기 용융된 개질 유황을 분사하는 분사노즐 및 상기 저장탱크의 개질 유황을 펌핑하여 분사노즐로 공급하는 펌프를 포함한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 펌프는, 이중자켓 펌프로 구비되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 분사노즐은, 상기 펌프에 의해 펌핑되는 개질 유황이 유입되며, 표면에 제1 분사구가 형성되는 제1 하우징 및 상기 제1 하우징의 내부에 수용되며, 상기 제1 분사구의 내경보다 작게 형성되어 내측에 위치되도록 구비되는 제2 분사구가 형성되는 제2 하우징을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 용융장치는, 이중 자켓으로 형성되며, 그 내부에 개질 유황이 용융될 때 원활하게 교반시키기 위한 교반기를 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 저장탱크는, 이중 자켓으로 형성되며, 그 내부에 상기 용융장치로부터 유입되는 개질 유황이 고상되는 것을 방지하기 위한 교반기 및 내부에 수용되는 개질 유황의 고상화를 막기 위하여 이중자켓 내측에 히터를 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 분사노즐과 저장탱크 사이에는 분사되지 못하는 개질 유황을 리턴시키기 위한 리턴파이프를 더 포함한다.

본 발명의 개질 유황 이송장치에 의하면, 첫째, 유황 중합기 및 융용 장치 등의 모든 장치들을 작업 지까지 편리한 이동수단을 이용하여 도착하여 작업할 수 있으므로 작업의 효율성이 높아지는 효과가 있다.

둘째, 고상화된 개질 유황을 미리 용융시키지 않고, 작업 지에서 용융시켜서 바로 작업이 가능하므로 작업의 안전성을 높이는 큰 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 개질 유황 이송장치의 설치된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 개질 유황 이송장치의 분사노즐의 모습을 나타낸 저면사시도이다.
도 3은 도 2의 부분확대 단면도이다.
도 4는 도 1의 저장탱크의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 1의 용융장치의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 용융장치의 변형예를 나타낸 단면도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 개질 유황 이송장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 개질 유황 이송장치의 설치된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 개질 유황 이송장치의 분사노즐의 모습을 나타낸 저면사시도이며, 도 3은 도 2의 부분확대 단면도이고, 도 4는 도 1의 저장탱크의 모습을 나타낸 단면도이며, 도 5는 도 1의 용융장치의 모습을 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5의 용융장치의 변형예를 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 개질 유황 이송장치는, 고상화된 개질 유황(수경성 개질 유황 포함)을 용융시키기 위하여 가열수단(50)이 구비되는 용융장치(30)와, 상기 용융장치(30)를 통하여 용융된 개질 유황을 이송 받아 저장하는 저장탱크(20)와, 상기 저장탱크(20)와 연결되어 콘크리트 혼합기에 상기 용융된 개질 유황을 분사하는 분사노즐(10) 및 상기 저장탱크(20)의 개질 유황을 펌핑하여 분사노즐(10)로 공급하는 펌프(40)로 구성된다.

상기 용융장치(30)의 하부에는 용융된 개질 유황의 배출을 개폐하는 개폐용 밸브(33)가 구비되며 상기 밸브(33)의 개폐에 의하여 저장탱크(20)로 개질 유황이 유입되는 것이다. 또한, 상기 용융장치(30)의 내부에 구비되는 교반기(31)는 모터 등의 회전수단(32)에 의하여 회전하는 것이다. 상기 교반기(31)와 회전수단(32)은 웜기어에 의하여 회전하는 것이 바람직하며, 그 외의 다른 연결방법에 의하여서도 가능한 것이다.

또한, 상기 용융장치(30)의 하부에는 용융장치(30)의 내부에 고상화 상태의 개질 유황을 용융시키기 위한 가열수단(50)이 더 구비될 수 있다. 도면에는 직접가열방식을 통하여 가열되도록 도시되어 있지만, 그 외에 전기히터 또는 스팀보일러를 이용할 수도 있다.

여기서 도 6의 용융장치는 도 5의 구성과 동일하다, 다만, 회전수단이 측부에 구비되어 하우징의 외측에 결합되어 사용되는 것으로, 사용자의 필요에 따라 그 위치를 변화하여 사용이 가능한 것이다.

한편, 상기 저장탱크(20)는 상기 밸브(33) 및 후술할 리턴파이프(24)에 의하여 개질 유황이 유입되는 입구(26)가 형성되며, 상기 입구(26)의 측부에 상기 교반기(21)를 회전시키기 위한 회전수단(22)이 구비된다. 상기 저장탱크(20)의 하부에는 펌프(40)와 연결되는 이송관(25)이 구비되며, 상기 이송관(25)의 도중에는 개질 유황의 유입을 개폐하는 밸브(23)가 구비된다. 상기 교반기(21)와 회전수단(22)은 웜기어에 의하여 회전하는 것이 바람직하며, 그 외의 다른 연결방법에 의하여서도 가능한 것이다.

여기서, 상기한 용융장치(30) 및 저장탱크(20)의 하우징은 이중자켓 구조로 구성되는 것이 바람직하다. 이는 내부에 수용되는 개질 유황이 쉽게 식는 것을 방지하고, 외부 충격 등에 의하여 하우징이 1차적으로 파손이 되더라도 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 것이다.

또한, 이중자켓으로 형성되는 저장탱크(20)의 내측에는 개질 유황의 고상화를 막기 위하여 온수, 히터, 스팀, 열매체 등을 구비될 수 있다. 하부에는 내부에 수용되는 개질 유황의 고상화를 막기 위하여 이중자켓 내측에 히터(27)가 더 구비될 수 있다. 또는 히터(27) 대신에 보일러, 열선 등으로 대체될 수 있다. 따라서 상기 용융장치(20)로부터 유입되는 개질 유황은 고상화 되지 않으므로 저장탱크(20)에서 분사노즐(10)로 이송이 가능한 것이다.

한편, 상기 분사노즐(10)은, 상기 펌프(40)에 의해 펌핑되는 개질 유황이 유입되며, 표면에 제1 분사구(12)가 형성되는 제1 하우징(11) 및 상기 제1 하우징(11)의 내부에 수용되며, 상기 제1 분사구(12)의 내경보다 작게 형성되어 내측에 위치되도록 구비되는 제2 분사구(14)가 형성되는 제2 하우징(13)으로 구성된다.

따라서 상기 분사노즐(10)은 이중관 분사형태로 형성되며, 이에 따라 상기 펌프(40)는 이중자켓펌프로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 펌프(40)와 분사노즐(10)을 연결하는 이송관(41) 역시 이중관으로 구비되는 것이다.

한편, 상기 분사노즐(10)과 저장탱크(20) 사이에는 분사되지 못하는 개질 유황을 리턴시키기 위한 리턴파이프(24)가 더 구비될 수 있다. 상기 리턴파이프(24)는 상기 이송관(41)의 도중과 연결되어 있으며, 이송관(41)의 내측에 구비되는 상기 제2 하우징(13)과 연통되어 상기 분사노즐(10)을 통하여 분사되지 못한 개질 유황을 리턴시켜 상기 저장탱크(20)의 내부로 재 유입시키는 것이다.

이와 같이 구성되는 개질 유황 이송장치는 이동수단(100)에 의하여 이동되는 것이 바람직하다. 상기 이동수단(100)은 트럭 등으로 구비되는 것이며, 상기한 분사노즐(10), 저장탱크(20), 용융장치(30), 펌프(40)를 실어 작업지까지 운반하는 것이다.

따라서 본 발명의 개질 유황 이송장치에 의하면, 아스팔트 콘크리트 도로포장 현장이나 노화된 콘크리트 구조물을 복원하기 위하여 작업 지까지 이동수단을 이용하여 도착한 후 아스팔트 콘크리트 포설작업에 투입되거나 노화된 부분을 제거한 후 상기한 구성물들을 이용하여 복원하게 되는 것이다.

그러므로 본 발명의 개질유황 이송장치는, 콘크리트를 이용하여 공사를 시작하는 신설현장 또는 노후화된 콘크리트를 보수하는 보수현장에서 모두 사용이 가능한 것이다.

참고로 상기한 개질유황 콘크리트는, 크게 개질유황과 수경성 개질유황 두 종류로 나눠볼 수 있다.

개질유황은, 적어도 100℃를 초과하는 온도에서 융용 및 재융용이 이루어지는 유황으로서, 올리고머(oligomer)와 디씨클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)을 유황에 결합하여 생성되는 개질 유황 결합재일 수 있다.

또한, 수경성 개질 유황은 본 출원인이 개발하여 특허출원한 물의 증발 온도인 100℃ 이하의 온도에서 재용융이 가능하며, 소수성을 가지는 개질 유황 결합재를 100℃ 이하의 물에 완전 용해시킬 수 있는 개질 유황 결합재 또는 이에 다른 물질들을 혼합한 개질 유황 결합재일 수 있다.

그리고 이러한 개질 유황 결합재는 보다 바람직하게는 유황과 이 유황의 개질제로서 유황 100% 중량에 대하여 디시클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)계 개질제 0.1~100 중량%과 유황 100 중량%에 대하여 헤테로 고리 아민류(hetero cyclic amine) 또는 알킬아민류(alkylamine) 0.01~200 중량%가 용융 혼합된 것일 수 있다.

그리고 디시클로 펜타디엔계 개질제는 디시클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene: DCPD) 단독 혹은 DCPD에 시클로페타디엔(cyclo pentadiene: CPD), DCPD 유도체, CPD 유도체 중 적어도 하나가 첨가된 혼합물일 수 있다.

또한, DCPD 단독 또는 DCPD에 CPD, DCPD 유도체, CPD 유도체 중 적어도 하나가 첨가된 혼합물에 디펜텐(dipentene), 비닐 톨루엔(vinyl toluene), 스티렌 모노머(styrene monomer), 디시클로 펜텐(dicyclopentene) 중 적어도 하나가 첨가된 혼합물일 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 개질 유황 이송장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 분사노즐 11 : 제1 하우징
12 : 제1 분사구 13 : 제2 하우징
14 : 제2 분사구 20 : 저장탱크
21 : 교반기 22 : 회전수단
23 : 밸브 24 : 리턴파이프
25 : 이송관 26 : 입구
30 : 용융장치 31 : 교반기
32 : 회전수단 33 : 밸브
34 : 웜기어 40 : 펌프
41 : 이송관 50 : 가열수단
100 : 이송수단

Claims (6)

1. 고상화된 개질 유황(수경성 개질유황 포함)을 용융시키기 위하여 가열수단(50)이 구비되는 용융장치(30);
   상기 용융장치(30)를 통하여 용융된 개질 유황을 이송 받아 저장하는 저장탱크(20);
   상기 저장탱크(20)와 연결되어 콘크리트 혼합기에 상기 용융된 개질 유황을 분사하는 분사노즐(10); 및
   상기 저장탱크(20)의 개질 유황을 펌핑하여 분사노즐(10)로 공급하는 펌프(40)를 포함하고,
   상기 분사노즐(10)은, 상기 펌프(40)에 의해 펌핑되는 개질 유황이 유입되며, 표면에 제1 분사구(12)가 형성되는 제1 하우징(11) 및 상기 제1 하우징(11)의 내부에 수용되며, 상기 제1 분사구(12)의 내경보다 작게 형성되어 내측에 위치되도록 구비되는 제2 분사구(14)가 형성되는 제2 하우징(13)을 포함하는 개질 유황 이송장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 펌프(40)는,
   이중자켓펌프로 구비되는 것을 특징으로 하는 개질 유황 이송장치.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 용융장치(30)는,
   이중 자켓으로 형성되며, 그 내부에 개질 유황이 용융될 때 원활하게 교반시키기 위한 교반기(31)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 유황 이송장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 저장탱크(20)는,
   이중 자켓으로 형성되며, 그 내부에 상기 용융장치(30)로부터 유입되는 개질 유황이 고상되는 것을 방지하기 위한 교반기(21) 및
   내부에 수용되는 개질 유황의 고상화를 막기 위하여 이중자켓 내측에 히터(27)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 유황 이송장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 분사노즐(10)과 저장탱크(20) 사이에는 분사되지 못하는 개질 유황을 리턴시키기 위한 리턴파이프(24)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 유황 이송장치.

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