KR101285347B1 - 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마이크로파 발생기; 상기 마이크로파 발생기로부터 마이크로파를 전달받아 하우징 내부로 전달하는 도파관; 상기 도파관으로 전달된 마이크로파를 난반사시키는 하우징; 및 상기 난반사되는 마이크로파를 흡수하여 열을 발생시키고 이 열에 의해 가열 대상 콘크리트의 표면을 가열하는 발열부를 포함하여 구성된 발열장치를 파티션에 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치로서, 거푸집의 상부에 슬라이딩 레일이 설치되어 마이크로파 발생기가 슬라이딩 레일 위를 이동하면서 마이크로파 공급 홀을 통해 도파관에 마이크로파를 제공하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치를 이용하면 교각, 교량 상판, 거더, 박스, 빔 등과 같은 콘크리트 2차 제품을 제조함에 있어서 자동으로 각 발열장치에 마이크로파 공급이 이루어지므로 원하는 온도 조절이 용이하다. 따라서 공장생산뿐만 아니라 현장 생산에까지 적용이 가능하여 공사 비용을 현저히 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

Description

마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치{Sliding device for heating form using microwave}

본 발명은 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교각, 교량 상판, 거더, 박스, 빔 등과 같은 콘크리트 구조물을 제조함에 있어서 마이크로파에 의해 거푸집을 가열함으로써 콘크리트의 초기 수화 시간을 단축시켜 현장 타설 콘크리트의 제조 기간을 현저히 단축시킬 수 있으며, 증기 양생에 의해 콘크리트 제품을 제조함에 있어서는 증기 발생 비용을 현저히 감소시킬 수 있는 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치에 관한 것이다.

거푸집(form)은 콘크리트 구조물을 제조하는 과정에서 콘크리트가 경화될 때까지의 사이에 사용하는 임시 구조물을 말한다. 임시 구조물이므로 콘크리트의 양생이 완료되면 분리하여 재사용되는 것이 일반적이다. 콘크리트 구조물은 그 종류나 필요에 따라서 공장에서 양산될 수도 있고 시공 현장에서 제조될 수도 있는데, 공장 양산이든 현장 제작이든 거푸집은 콘크리트 구조물의 형상 및 치수를 정확하게 확보하기 위하여 반드시 필요하다.

기존 거푸집을 이용한 콘크리트 구조물의 제조방법은 일반적으로 강재 또는 목재 거푸집을 제조하고자 하는 콘크리트 구조물의 형태대로 설치하고 그 내부에 철근 조립체 등을 매설하며, 그 후에 콘크리트를 타설시킨 후 양생하는 과정을 거친다. (도 1)

이러한 거푸집을 이용한 콘크리트 구조물의 제조과정에서 공사 기간에 가장 중요한 영향을 미치는 요소는 양생 시간이다. 즉, 양생 시간이 오래 걸리면 그만큼 공사 기간이 길어지므로 공사 비용이 늘어나는 원인이 된다. 특히 겨울철이나 우천시와 같이 외부 온도가 낮을 경우에는 양생 시간이 더 오래 걸리기 때문에 공사 기간이 더욱 길어져 이에 따라 전체 공사 비용이 증가하고 또한 공사에 따른 납기를 만족하기 어렵게 되는 문제가 발생한다. 더욱이, 겨울철의 경우 수화 반응 지연 등으로 콘크리트의 품질 확보에도 문제가 발생하여 별도의 첨가제 등을 사용하거나 콘크리트 타설 자체를 수행하지 않기도 한다.

이러한 문제를 개선하기 위하여 종래에는 증기 양생 방법을 사용하거나 전열선 거푸집을 사용하기도 하였다. 도 1 및 도 2a 내지 도 2d는 종래 증기 양생 방법을 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2a 내지 도 2d에서 보는 바와 같이 종래에는 거푸집(10)을 이용하여 콘크리트 구조물의 형태를 시공한 후에(필요에 따라 철근(11) 배근 실시) 콘크리트를 타설 및 전양생시킨 다음, 양생포(12)로 전체 콘크리트 구조물을 덮은 다음 보일러를 이용하여 증기를 발생시킴으로써 온도를 상승시켜(예를 들어 50~80℃) 콘크리트 구조물(14)의 양생 시간을 단축하는 방법을 사용하였다. 이러한 증기 양생 방법은 전체 양생 시간을 줄이는 효과는 있으나, 증기를 발생시키기 위하여 보일러를 가동해야 하므로 보일러에 사용되는 기름, 전기, 가스 등의 소모량이 매우 크고, 또한 발생하는 증기 역시 양생포의 틈으로 새어 나가는 양이 많아 효율이 매우 떨어지는 문제가 있었다. 상기 증기 양생 방법은 실내에서 사용되기도 하며 실외, 즉 시공 현장에서 사용되기도 하지만 특히 시공 현장에서 사용시에는 그 손실이 더 크게 발생한다.

관련된 종래 기술의 예를 들면, 대한민국 등록특허 제10-0894115호에서는 슬라이딩 거푸집으로 세워진 구조, 특히 환상의 콘크리트 벽에서 수직으로 내장 부품을 도입하기 위한 방법과 장치가 제안되어 있다.

또한, 대한민국 공개특허 제2011-0114394호에서는 거푸집을 지지하는 수평 또는 수직의 빔으로서 건설 및 토목 현장에서 벽체나 옹벽의 콘크리트 타설을 위한 거푸집 설치 시 거푸집을 지지하는 기능을 하며 아웃터 빔과 이너 빔의 길이 조합을 통해 총 빔의 길이를 임의대로 조정할 수 있고, 거푸집에 접하는 이너 빔과 아웃터 빔의 면이 동일 평면을 확보하여 거푸집과의 밀착성이 확보되며, 아웃터 빔에 슬라이딩 수단이 장착되어 현장에서 빔의 총 길이를 연장할 경우에 아웃터 빔과 이너 빔과의 마찰을 줄여 용이하게 슬라이딩시켜 이너 빔을 연장할 수 있는 슬라이딩이 가능한 슬래브 거푸집용 지지 빔에 관하여 제안하고 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0943286호에서는 공동구의 내측통로 벽면에서 거푸집을 분리한 후 다음 시공구간으로 이동시킬 때, 거푸집이 좌,우로 흔들리는 것을 방지함으로써, 거푸집의 이동과정에서 거푸집이 내측통로의 벽면을 긁거나 충돌하지 않으므로 거푸집 및 내측통로의 파손을 방지하고, 아울러 거푸집의 측면패널의 회동각도를 크게 할 수 있어서 내측통로와의 충돌을 더욱 방지할 수 있는 공동구 시공용 슬라이딩 거푸집에 관하여 제안하고 있다.

또한, 일본공개특허 제2011-5591호는 철근 콘크리트 구조물을 성형하는 거푸집에 관하는 콘크리트 형틀 고정 구조 및 콘크리트 형틀 및 연접한 일련의 콘크리트 유닛 거푸집을 구축해 바로 윗쪽층에 이전하는 슬라이드(lantern slide) 공법 및, 이것에 관련하는 쇠장식에 관한 것으로 자세한 것은 콘크리트 형틀의 연결 설치 작업을 보다 간편하게 할 수 있는 신규 구조, 혹은 콘크리트 유닛 거푸집의 구축에 이용하는 신규 구성 쇠장식에 관하여 제안하고 있다.

그러나, 상기한 종래 기술들은 발명의 목적 및 그 목적을 구현하는 수단 등 구성의 면에서 본 발명자들이 제안하는 기술과는 큰 차이가 있다.

따라서 막대한 양의 전기, 기름, 가스 등을 사용하지 않고도 거푸집의 온도를 올림으로써 콘크리트 양생에 따른 공사 시간을 단축할 수 있는 방법이 개발된다면 프리캐스트 콘크리트 제조 기술에 있어서 획기적인 전기가 될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기와 같은 상황 및 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 강재 거푸집의 외부 파티션(partition)에 설치되어 거푸집을 가열할 수 있는 발열 거푸집용 슬라이딩 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

일반적으로 강재 거푸집의 경우에는 거푸집의 전도나 변형을 막기 위해 거푸집의 외부에 파티션이 설치되는데 본 발명은 이러한 파티션 내에 발열이 가능한 장치를 설치하고 이를 연속적으로 가열할 수 있는 슬라이딩 장치를 제공하는 것이 발명의 특징이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이러한 발열 거푸집을 제공함에 있어 종래 전열선을 이용하는 방법에 비하여 현저히 전력 소비량을 줄일 수 있는 동시에, 별도의 전열선 배선이 필요 없이 모듈 단위로 파티션에 넣고 전원을 공급하기만 하면 완료되므로 작업이 매우 간단한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은

마이크로파 발생기(15);

상기 마이크로파 발생기로부터 마이크로파를 전달받아 하우징 내부로 전달하는 도파관(16);

상기 도파관으로 전달된 마이크로파를 난반사시키는 하우징(17); 및

상기 난반사되는 마이크로파를 흡수하여 열을 발생시키고 이 열에 의해 가열 대상 콘크리트의 표면을 가열하는 발열부(18)

를 포함하여 구성된 발열장치(100)를 파티션에 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치로서, 거푸집(10)의 상부에 슬라이딩 레일(21)이 설치되어 마이크로파 발생기(15)가 슬라이딩 레일(21) 위를 이동하면서 마이크로파 공급 홀(22)을 통해 도파관에 마이크로파를 제공하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치의 장점을 설명하면 다음과 같다.

1. 마이크로파에 의해 발열되는 발열부를 포함하는 모듈 형태의 발열 발열장치를 기존 강재 거푸집의 파티션에 설치하기만 하면 되므로 별도의 전열선 작업과 같은 복잡한 전기 배선 작업이 필요 없다.

2. 또한, 마이크로파에 의해 발열되는 발열 거푸집은 불과 수분 내지 수십분 동안만 전기를 공급해도 원하는 온도까지 단시간에 도달하며 이 후에도 온도가 쉽게 식지 않아 전기를 지속적으로 투입하지 않아도 되므로 기존 열선 방식에 비하여 전력 소비량을 최대 90% 이상 줄일 수 있어 에너지 효율이 극대화될 수 있다.

3. 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집 장치는 거푸집의 형태에 맞게 쉽게 설계 변경이 가능하므로 실내 제작, 실외 제작 또는 공장생산, 현장생산 등 기존 거푸집 작업이 진행되는 어떠한 형태의 제작에도 자유자재로 활용될 수 있다.

4. 또한, 기존의 증기 양생 방식의 경우에는 보일러, 양생포, 기름 등의 장비가 필요하므로 현장 제작 시에는 이것들을 함께 이동시키고 설치해야 하는 등 복잡하고 어려운 사전 작업이 필요하나, 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치는 기 제작된 모듈을 운반하여 그대로 설치하기만 하면 되므로 복잡한 사전 작업이 필요 없다. 또한, 증기 양생 방식에서 증기 발생을 위해 사용되는 막대한 양의 기름과 전기를 사용하지 않아도 되므로 에너지 소비를 현저히 낮출 수 있다.

5. 본 발명에 따른 발열 거푸집용 슬라이딩 장치는 외부 온도에 상관없이 적용이 가능하므로 특히 콘크리트 양생 시간이 오래 걸리는 겨울철에 공사 기간을 단축하는데 매우 효과적이다.

6. 본 발명에 따른 발열 거푸집용 슬라이딩 장치를 이용하면 기존의 방법에 비하여 에너지 소비량을 현저히 줄이는 동시에 공사 기간을 획기적으로 단축시킬 수 있다. 특히, 최근 강원도 평창 동계 올림픽 유치로 고속전철, 고속도로, 각종 빌딩 등을 조속히 신축해야 하는 상황에서 공사 기간을 현저히 단축시킬 수 있으며, 겨울철에도 여름철과 큰 차이 없이 공사를 진행할 수 있는 방법이 될 수 있으므로 건설 분야에서는 획기적인 방안이 될 수 있다.

도 1은 기존의 증기 양생 방식의 과정을 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 기존의 증기 양생 방식을 순서대로 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치에 사용되는 발열장치(100)를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치를 나타내는 내부 도면으로서, 마이크로파 발생기가 슬라이딩 형태로 이동하며 각각의 도파관에 마이크로파를 제공하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발열에 일 실시예에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치에 사용되는 발열장치(100)에 있어서 발열재료가 비발열재료에 의해 지지되고 있는 형태의 발열부를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2a 내지 도 2d는 프리캐스트 콘크리트(precast concrete)를 기존의 증기 양생법에 의해 제조하는 과정을 나타내는 도면이다. 기존의 증기 양생법에서는 거푸집(10)을 설치한 후 거푸집 내부에 콘크리트(13)를 포설하고 이 후 양생포(12)로 콘크리트 구조물을 덮어 씌운 다음, 보일러로 끓인 물에서 발생하는 증기를 양생포 내부로 공급함으로써 온도를 올리는 방식을 사용하였다. 이러한 증기 양생법에 있어서는 보일러를 이용하여 증기를 발생시키므로 막대한 양의 기름, 가스와 같은 연료와 전기가 사용되고, 발생되는 증기의 상당량이 양생포의 틈 사이로 새어 나가 효율이 떨어지는 문제가 있었다.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치에 사용되는 발열장치(100)를 나타내는 도면이다. 도 3a 내지 도 3b에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치의 발열장치(100)는 마이크로파 발생기(15); 상기 마이크로파 발생기(15)로부터 마이크로파를 전달받아 하우징(17) 내부로 전달하는 도파관(16); 상기 도파관(16)으로 전달된 마이크로파를 난반사시키는 하우징(17); 및 상기 난반사되는 마이크로파를 흡수하여 열을 발생시키고 이 열에 의해 가열 대상 콘크리트의 표면을 가열하는 발열부(18)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치의 발열장치(100)에 있어서, 상기 발열부(18)의 일방은 대상 콘크리트의 표면 또는 강재 거푸집에 부착되어 대상 콘크리트의 표면을 가열시키고 반대편 타방은 하우징(17)에 연결되도록 구성된다.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치의 발열장치(100)에 있어서, 상기 도파관(16)은 하우징(17)의 외부에 연결되고 상기 발열부(18)는 하우징의 내부에 장착된 형태로 모듈화된 것이 바람직하다. 이 때 모듈(100)에는 내부 장치 보호를 위해 박스 형태의 외부 케이스(20)가 추가로 포함될 수 있다. 실제 시공시에는 이러한 모듈 형태의 발열 거푸집을 현장에서 강재 거푸집에 그대로 부착해서 사용해도 되고, 경우에 따라서는 강재 거푸집 없이 모듈을 그대로 사용해도 된다.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치의 발열장치(100)에 있어서, 상기 도파관의 개수는 2개 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10개 이하이다. 이 때 상기 마이크로파 발생기(15)는 슬라이딩 형태로 이동하며 각각의 도파관에 마이크로파를 제공하도록 설치된다. 도 4를 보면, 각 파티션에 도파관 말단(19)이 위치하고 강재 거푸집의 상부에는 슬라이딩 레일(21)이 설치되어 있어 마이크로파 발생기(15)가 슬라이딩 레일(21) 위를 이동하면서 마이크로파 공급 홀(22)을 통해 각 도파관에 마이크로파를 제공하여 각 파티션을 가열한다. 도면에는 도시되지 않았으나, 각 파티션은 마이크로파를 공급받아 난반사시킬 수 있는 하우징이 설치된다. 도 4는 본 발명에 따른 슬라이딩 장치의 내부 모습을 나타내고 있으나, 각 도파관(16)이 외부에서 하우징 내부로 공급되는 형태도 가능하다. 또한, 각 도파관에서 마이크로파를 공급 홀(22)을 통해 제공하는 시간 등의 조건은 요구되는 온도 등의 조건에 따라 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어 각 마이크로파 공급 홀(22) 별로 타이머 등을 설치하여 자동으로 마이크로파 공급 조건을 설정하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치의 발열장치(100)에 있어서, 상기 도파관(16)의 재질은 강재, 알루미늄재, 또는 동재인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 마이크로파를 반사시킬 수 있는 재질이면 제한 없이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치의 발열장치(100)에 있어서, 상기 하우징(17)은 상기 도파관(16)과 연결되는 부분의 폭보다 발열부와 연결되는 부분의 폭이 넓은 테이퍼드(tapered) 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이럴 경우 마이크로파의 난반사가 원활하게 일어나서 발열부(18) 전체적으로 마이크로파를 조사할 수 있어 전체적으로 발열을 고르게 일으킬 수 있다. 그러나, 반드시 테이퍼드된 구조일 필요는 없고 직사각형 형태의 하우징도 가능하다. (도 3a 및 도 3b의 우측 도면 참조)

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치의 발열장치(100)에 있어서, 상기 마이크로파 발생기(15)는 고전압변압기(transformer)와 마그네트론(magnetron, MGT)을 포함하여 구성되며, 추가로 고전압 콘덴서, 고전압 다이오드를 포함할 수 있다. 고전압변압기는 외부로부터 입력되는 상용교류전압을 고주파 발생에 적합한 고전압(예를 들면, 4 킬로볼트[kV] 정도)으로 변압하여 마그네트론으로 인가하며, 마그네트론은 고전압변압기로부터 인가되는 고전압에 의하여 고주파발진을 하여 마이크로파를 발생시킨다.

마이크로파 주파수는 ISM(Industrial, Scientific and Medical) 주파수(Frequency)를 사용하되, 부품수급의 원활성 등 장점을 살려 주로 2,450 MHz 대역을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니고, 용도에 따라 300MHz ~ 300GHz 영역의 주파수를 갖는 마이크로파를 다양하게 변형하여 사용할 수 있다.

상기 마그네트론이 구동될 때 마그네트론에서 발생되는 고열을 냉각시키기 위해 마그네트론의 주변에는 냉각팬이 설치되고, 냉각팬은 팬모터와 연결되며, 외부로부터 상용교류전압이 팬모터에 인가되면 팬모터가 가동되면서 팬모터에 의해 냉각팬이 구동되어 외부의 찬공기를 마그네트론에 송풍함으로써, 마그네트론에서 발생되는 고열을 냉각시킬 수 있다. 다만, 경우에 따라 마그네트론의 냉각을 위한 다른 장치를 사용할 경우나 외부에 노출되는 경우와 같이 개별 냉각 장치가 필요 없을 경우에는 냉각팬을 제외할 수 있다.

상기 마이크로파 발생기(15)는 도파관(16)의 일단부 측면, 상부면 및 하부면 중 하나에 고정브라켓에 의해 고정되고, 마이크로파 발생기(15)에 돌출된 연결관에 의해 도파관(15)의 일단부에 연통 가능하게 결합됨으로써, 마이크로파 발생기(15)로부터 발생된 마이크로파를 도파관(16)의 일단부로 전달할 수 있다.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치의 발열장치(100)에 있어서, 상기 도파관(16)은 하우징(17)의 외측에 노출될 수도 있고 하우징의 내측에 함입될 수도 있다. 외부로 노출될 경우에는 노출된 도파관(16)의 일측면, 상부면 또는 하부면에 마이크로파 발생기(15)가 설치될 수 있다. 또한, 하우징(17)의 내측에 함입될 경우에는 외부에는 노출되지 않을 수 있다. 이 때 함입된 도파관(16)의 전단부는 테이퍼드된 구조인 것이 마이크로파의 난반사를 원활하게 하기 위해 바람직하다. 상기 도파관(16)의 단면 형태는 사각형 형태, 원형 형태 또는 삼각형 형태 등 임의의 형태를 사용할 수 있으며, 이에 대해서는 특별히 한정하지 않으나 용도나 필요에 따라 적절한 형태를 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치의 발열장치(100)에 있어서, 상기 발열부의 가열 대상과 반대쪽 일방에는 단열부(19)가 더 포함될 수 있다. 상기 단열부(19)의 재료는 마이크로파는 흡수하지 않고 그대로 통과시킬 수 있으며 내열성이 있는 재료로서, 구체적인 예로는 글래스울(glass wool), 콘크리트, 석고, 내열 플라스틱, 내열 세라믹, 내열지 또는 돌가루 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치의 발열장치(100)에 있어서, 상기 발열부(18)는 발열재료(30)를 비발열재료(31)가 지지하고 있는 형태로 구성되고 각 발열재료가 서로 분리된 형태로 구성될 수 있다.(도 5) 이 때, 상기 비발열재료는 글래스울(glass wool), 콘크리트, 석고, 내열 플라스틱, 내열 세라믹, 내열지 또는 돌가루 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 발열부(18)의 상부면에는 패널(panel)을 추가적으로 포함할 수 있다. 이 때, 상기 패널의 재료는 발생되는 열을 분산시킬 수 있는 재료가 바람직하며, 구체적인 예로는 강재, 알루미늄재 또는 동재 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치의 발열장치(100)에 있어서, 상기 발열부(18)는 300MHz ~ 300GHz의 마이크로파에 의해 발열되는 세라믹 재료를 사용한다. 이러한 재료에 대해서는 본 발명자들이 별도의 대한민국특허출원(10-2011-0032313)를 통하여 제안한 재료를 그대로 사용할 수 있다. 상기 대한민국특허출원 10-2011-0032313에 기재된 내용은 인용에 의하여 본 발명에 포함되는 것은 해석되어야 한다. 상기 대한민국특허출원 10-2011-0032313에 기재된 발열재료는 Fe₂O₃, Fe₃O₄ 및 FeO 중 하나 이상의 산화철 화합물을 4 중량% 이상 포함하는 금속산화물 함유 조성물을 말하며, 이러한 재료는 300MHz ~ 300GHz의 마이크로파에 의해 단시간에 고온까지의 발열이 가능하므로 본 발명에 따른 발열 거푸집에 사용되기 적합하다. 또한, 본 발명에서는 상기 대한민국특허출원 10-2011-0032313에 기재된 발열재료에 더하여 물, 오일, 탄소, SiC 등의 재료를 상기 발열부에 추가로 포함시켜 사용할 수 있다. 아울러, 본 발명에 사용되는 발열부의 재료로서는 상기 물, 오일, 탄소, SiC 등 마이크로파에 의해 발열이 가능한 모든 임의의 재료가 단독 또는 조합 형태로 사용되는 것도 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 본 발명에서는 이와 같이 마이크로파에 의해 발열될 수 있는 재료를 MIP(microwave-irradiated pyrogen)로 명명한다.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열 거푸집용 슬라이딩 장치를 사용할 경우, 마이크로파의 조사에 의해 세라믹 재료에서 발생하는 고열을 이용하여 콘크리트를 양생시키므로 기존 증기 양생식 콘크리트 제조 방식에 비해 보일러 가동을 위한 기름, 가스 등의 연료를 사용할 필요가 없어 콘크리트의 제조비용을 현저히 절감할 수 있으며, 자동으로 각 발열장치(100)에 마이크로파 공급이 이루어지므로 원하는 온도 조절이 용이하다. 따라서 공장생산 뿐만 아니라 현장 생산에까지 적용이 가능하여 공사 비용을 현저히 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

이상과 같이, 본 발명을 도면을 참조하여 그 특징에 관하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 거푸집 11 : 철근
12 : 양생포 13 : 타설된 콘크리트
14 : 양생된 콘크리트 15 : 마이크로파 발생기
16 : 도파관 17 : 하우징
18 : 발열부 19 : 단열부
20 : 외부 케이스 21 : 슬라이딩 레일
22 : 마이크로파 공급 홀 30 : 발열재료
31 : 비발열재료 100: 거푸집 모듈(발열장치)

Claims (17)

1. 거푸집(10)의 상부에 슬라이딩 레일(21)이 설치되어 마이크로파 발생기(15)가 슬라이딩 레일(21) 위를 이동하면서 마이크로파 공급 홀(12)을 통해 각 도파관(16)에 마이크로파를 제공하여 각 파티션을 가열하도록 설치되며,
   상기 각 파티션에는 도파관(16)을 통해 마이크로파를 공급받아 난반사시키는 하우징이 설치되고 상기 하우징의 내부에는 일방이 가열 대상 콘크리트의 표면 또는 거푸집(10)에 부착되어 가열 대상 콘크리트의 표면을 가열시키고 반대편 타방은 하우징에 연결되도록 구성되는 발열부(18)가 모듈 형태로 장착되며,
   상기 발열부(18)는 300MHz ~ 300GHz의 마이크로파에 의해 발열되는 세라믹 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생용 발열 거푸집.
   
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5. 청구항 1에 있어서, 상기 도파관(16)의 재질은 강재, 알루미늄재 또는 동재인 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생용 발열 거푸집.
   
6. 청구항 1에 있어서, 상기 하우징은 상기 도파관(16)과 연결되는 부분의 폭보다 발열부(18)와 연결되는 부분의 폭이 넓은 테이퍼드(tapered) 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생용 발열 거푸집.
   
7. 청구항 1에 있어서, 상기 마이크로파 발생기(15)는 고전압변압기(transformer)와 마그네트론(magnetron)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생용 발열 거푸집.
   
8. 청구항 7에 있어서, 상기 마그네트론의 주변에는 냉각팬이 설치되고, 냉각팬은 팬모터와 연결되며, 외부로부터 상용교류전압이 팬모터에 인가되면 팬모터가 가동되면서 팬모터에 의해 냉각팬이 구동되어 외부의 찬공기를 마그네트론에 송풍함으로써 마그네트론에서 발생되는 고열을 냉각시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생용 발열 거푸집.
   
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11. 청구항 1에 있어서, 상기 도파관(16)의 단면 형태는 사각형 형태, 원형 형태 또는 삼각형 형태인 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생용 발열 거푸집.
    
12. 청구항 1에 있어서, 상기 발열부(18)에서 가열 대상 콘크리트 또는 거푸집(10)과 반대쪽에는 단열부(19)가 구비되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생용 발열 거푸집.
    
13. 청구항 12에 있어서, 상기 단열부(19)의 재료는 글래스울(glass wool), 콘크리트, 석고, 내열 플라스틱, 내열 세라믹, 내열지 또는 돌가루인 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생용 발열 거푸집.
    
14. 청구항 1에 있어서, 상기 발열부(18)는 발열재료(30)를 비발열재료(31)가 지지하고 있는 형태로 구성되고 각 발열재료(30)가 서로 분리된 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생용 발열 거푸집.
    
15. 청구항 14에 있어서, 상기 비발열재료(31)는 글래스울(glass wool), 콘크리트, 석고, 내열 플라스틱, 내열 세라믹, 내열지 또는 돌가루인 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생용 발열 거푸집.
    
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