KR101492305B1

KR101492305B1 - 유황 고화체 제품의 몰드 장치

Info

Publication number: KR101492305B1
Application number: KR1020107013985A
Authority: KR
Inventors: 미노루 구라까께; 히데유끼 호리이; 요시후미 도미나가; 야스노리 야마구찌
Original assignee: 제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사; 후지 콘크리트 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2015-02-11
Also published as: US20110064841A1; EP2332707B1; CN102089129B; JP2010064409A; EP2332707A1; EP2332707A4; EP2332707B8; CN102089129A; KR20110063393A; WO2010029787A1; JP5132494B2

Abstract

본 발명은 밀폐 가능하게 된 캐비티를 갖는 외형(6)의 내부가 유황의 융점 이상의 설정 온도 범위 내로 가열되는 몰드 본체(1)의 캐비티 내에, 가득 충전된 유황 함유 자재가 상기 캐비티 내에서 냉각되어 수축하는 것에 따라서, 상단부 개구부(11)에 덮개를 설치하여 내부가 밀폐 가능해지는 동시에 소정 압력으로 가압되고, 또한 내부가 상기 설정 온도 범위 내로 가열되는 보충 탱크(2) 내에 수용된 유황 함유 자재를, 상기 캐비티의 내부에 상기 보충 탱크(2) 내의 가압 압력에 의해 보충하는 것이다.

Description

유황 고화체 제품의 몰드 장치 {FORMWORK APPARATUS FOR SOLIDIFIED SULFUR PRODUCT}

본 발명은 용융 상태의 유황 함유 자재를 몰드 본체의 캐비티 내에 충전하여 냉각 고화시켜 유황 고화체 제품을 성형하는 유황 고화체 제품의 몰드 장치에 관한 것으로, 상세하게는 상기 캐비티 내에 충전된 유황 함유 자재가 냉각되어 수축하는 것에 따라서 가압 상태의 보충 탱크 내의 유황 함유 자재를 캐비티의 내부에 보충하는 유황 고화체 제품의 몰드 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 토목용, 건설용 자재로서, 골재를 시멘트로 결합시킨 콘크리트가 사용되고 있다. 이에 대해, 최근, 상온에서는 고체이고 약 119℃ 내지 159℃로 가열되면 용융된다고 하는 유황의 성질에 착안하여, 이 유황에 소정의 시료를 배합하여, 토목용, 건설용 자재의 하나로서 이용하는 것이 시도되고 있다. 상기 유황을 사용한 유황 함유 자재는 시멘트를 사용하는 통상의 콘크리트에 비해 고강도이고 물 차단성이 우수하고, 또한 내산성이 높은 재료로서 알려져 있다. 그리고, 유황 함유 자재는 통상의 콘크리트와 마무리나 취급이 외관상 유사하므로, 고화된 것은 유황 콘크리트 또는 유황 고화체라고 불리는 경우가 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

여기서, 유황은 착화성을 갖고 있어 위험물로 취급되므로, 현장에서 용융하여 타설 고화하여 시공하는 것이 곤란하다. 이와 같은 상황을 개선하기 위해, 용융 유황에 첨가제로서 유황 개질제를 혼합하여 그 유황을 변성하여, 개질 유황을 제조하는 것이 시도되고 있다. 또한, 이 개질 유황과 미세 분말을 혼합하여 용융 상태의 개질 유황 중간 자재를 제조하는 것 및 이 개질 유황 중간 자재와 골재를 혼합하여 이를 고화시켜 개질 유황 고화체를 제조하는 것이 시도되고 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조).

그리고, 상술한 바와 같은 용융 상태의 유황 함유 자재(또는 개질 유황 중간 자재)를 냉각 고화시켜 유황 고화체(또는 개질 유황 고화체) 제품을 성형하기 위해서는, 소정의 형상을 한 몰드 내에 상기 유황 함유 자재를 충전하여 냉각 고화 시키고 있었다.

여기서, 상기 유황 함유 자재를 충전하여 냉각 고화시키는 몰드로서 전용의 것은 존재하지 않고, 일반적인 콘크리트 제품을 성형하는 몰드로서, 외형과 내형 사이에 형성되는 캐비티 내에 콘크리트를 충전하여, 예를 들어 통 형상 콘크리트 제품을 제조하는 것이 존재한다(예를 들어, 특허 문헌 3, 특허 문헌 4 참조).

특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 제2004-160693호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특허 출원 공개 제2005-82475호 공보 특허 문헌 3 : 일본 특허 출원 공개 제2002-337129호 공보 특허 문헌 4 : 일본 특허 출원 공개 제2004-114388호 공보

그러나, 상기 특허 문헌 3, 4에 기재된 몰드에 있어서는, 외형 및 내형을 가열하는 수단이 마련되어 있지 않았다. 여기서, 용융 상태의 유황 함유 자재는 유황의 고화 온도(약 119℃)를 하회한 시점에서 고화되기 시작하여, 통상의 콘크리트 이상의 고강도까지 고화된다. 종래, 용융 상태의 유황 함유 자재가 고화될 때에는, 몰드 내에 유입되었을 때에 그 몰드와 접한 부분이 급격하게 차가워지기 때문에, 몰드를 제거한 탈형 후의 유황 고화체의 표면에 거칠어짐이 발생하는 등의 문제가 있었다.

또한, 상기 몰드 내에 충전된 용융 상태의 유황 함유 자재는 냉각하여 고화하는 과정에 있어서 수축하므로, 몰드의 상면부까지 가득 충전해도 유황 함유 자재가 침하하여 제품 상부에 공극이 생겨, 제품으로서의 원하는 사양을 만족시키지 않는 경우가 있다. 이 경우, 종래에는, 몰드를 2분할로 하여 취출한 제품에 대해, 유황 함유 자재를 도포하여 보수하는 경우도 있었지만, 불필요한 수고가 많이 드는 동시에, 마무리가 깔끔하지 않아 제품 가치가 떨어지는 것이었다. 또한, 공극이 큰 경우에는 보수가 불가능한 경우가 있었다.

또한, 상기 몰드의 충전구에 뚜껑을 덮지 않고 몰드 내에 유황 함유 자재를 주입하여, 몰드 내에 충전된 유황 함유 자재의 상면이 침하하여 공극이 생긴 곳에서 유황 함유 자재를 보충하면, 그 사이에 표면이 굳어지기 시작해 경화층이 생겨 버려, 제품으로서의 강도가 약해지는 것이었다. 이 경우에는, 제품으로서의 요구 성능을 만족시키지 않을 경우가 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점에 대처하여, 캐비티 내에 충전된 유황 함유 자재가 냉각되어 수축하는 것에 따라서 가압 상태의 보충 탱크 내의 유황 함유 자재를 캐비티의 내부에 보충하는 유황 고화체 제품의 몰드 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 유황 고화체 제품의 몰드 장치는, 유황의 융점 이상의 설정 온도 범위 내로 가열되어 용융 상태의 유황 함유 자재를 내부에 수용하여 밀폐 가능하게 된 캐비티를 갖는 외형의 일부에, 상기 캐비티에 연통하는 유황 함유 자재의 충전구를 형성하여, 상기 외형의 내부가 상기한 설정 온도 범위 내로 가열되는 몰드 본체와, 상기 몰드 본체의 충전구에 하단부 주입구가 착탈 가능하게 형성되고, 내부에 상기 유황 함유 자재를 수용한 투입 호퍼로부터 공급되는 유황 함유 자재를, 상단부 개구부로부터 수납하여 상기 몰드 본체의 충전구를 통해 캐비티 내에 공급하고, 내부에 상기 유황 함유 자재가 소정량 수용된 상태로 상단부 개구부에 덮개를 설치하여 내부가 밀폐 가능해지는 동시에 소정 압력으로 가압되고, 또한 내부가 상기한 설정 온도 범위 내로 가열되는 보충 탱크를 구비하고, 상기 몰드 본체의 캐비티 내에 가득 충전된 유황 함유 자재가 상기 캐비티 내에서 냉각되어 수축하는 것에 따라서, 상기 보충 탱크 내에 수용된 유황 함유 자재를 상기 캐비티의 내부에 상기 보충 탱크 내의 가압 압력에 의해 보충하도록 한 것이다.

이와 같은 구성에 의해, 밀폐 가능하게 된 캐비티를 갖는 외형의 내부가 유황의 융점 이상의 설정 온도 범위 내로 가열되는 몰드 본체의 캐비티 내에, 가득 충전된 유황 함유 자재가 상기 캐비티 내에서 냉각되어 수축하는 것에 따라서, 상단부 개구부에 덮개를 설치하여 내부가 밀폐 가능해지는 동시에 소정 압력으로 가압되고, 또한 내부가 상기한 설정 온도 범위 내로 가열되는 보충 탱크 내에 수용된 유황 함유 자재를, 상기 캐비티의 내부에 상기 보충 탱크 내의 가압 압력에 의해 보충한다.

또한, 상기 보충 탱크의 용량은 상기 몰드 본체의 캐비티 내에 가득 충전된 유황 함유 자재가 냉각되어 수축하는 체적과 동등하거나 또는 그 이상으로 되어 있다. 이에 의해, 상기 몰드 본체의 캐비티 내에 가득 충전된 유황 함유 자재가 냉각되어 수축하는 체적분의 유황 함유 자재가 보충 탱크로부터 보충된다.

또한, 상기 몰드 본체 및 보충 탱크를, 유황의 융점 이상의 설정 온도 범위 내로 가열하기 위해, 각각의 구성 요소 자체에 가열 수단이 부설되어 있다. 이에 의해, 각 구성 요소 자체에 부설된 가열 수단에 의해, 상기 몰드 본체 및 보충 탱크를 유황의 융점 이상의 설정 온도 범위 내로 가열한다.

또한, 상기 몰드 본체의 충전구는 외형의 일부에 1개 또는 복수개 형성하고, 상기 보충 탱크는 상기 몰드 본체에 대해 1개 또는 복수개 설치되어 있다. 이에 의해, 상기 몰드 본체의 용량에 따라서 1개 또는 복수개의 보충 탱크가 설치된다.

청구항 1에 관한 발명에 따르면, 밀폐 가능하게 된 캐비티를 갖는 외형의 내부가 유황의 융점 이상의 설정 온도 범위 내로 가열되는 몰드 본체의 캐비티 내에 가득 충전된 유황 함유 자재가 상기 캐비티 내에서 냉각되어 수축하는 것에 따라서, 상단부 개구부에 덮개를 설치하여 내부가 밀폐 가능해지는 동시에 소정 압력으로 가압되고, 또한 내부가 상기한 설정 온도 범위 내로 가열되는 보충 탱크 내에 수용된 유황 함유 자재를 상기 캐비티의 내부에 상기 보충 탱크 내의 가압 압력에 의해 보충할 수 있다. 따라서, 상기 몰드 본체의 캐비티 내에서 유황 함유 자재가 냉각되어 수축하는 것에 따라서, 그 수축한 분만큼 보충 탱크로부터 유황 함유 자재를 자동적으로 보충할 수 있다. 이에 의해, 불필요한 수고가 많이 들지 않고, 또한 유황 고화체 제품으로서의 강도를 높이는 동시에, 마무리가 깨끗해져 제품 가치를 높일 수 있다.

또한, 청구항 2에 관한 발명에 따르면, 보충 탱크의 용량은 몰드 본체의 캐비티 내에 가득 충전된 유황 함유 자재가 냉각되어 수축하는 체적과 동등하거나 또는 그 이상으로 한 것에 의해, 상기 몰드 본체의 캐비티 내에 가득 충전된 유황 함유 자재가 냉각되어 수축하는 체적분의 유황 함유 자재를 보충 탱크로부터 보충할 수 있다. 따라서, 상기 몰드 본체의 캐비티 내에서 유황 함유 자재가 수축한 분만큼 보충 탱크로부터 유황 함유 자재를 자동적으로 보충할 수 있다.

또한, 청구항 3에 관한 발명에 따르면, 몰드 본체 및 보충 탱크를, 유황의 융점 이상의 설정 온도 범위 내로 가열하기 위해, 각각의 구성 요소 자체에 가열 수단을 부설한 것에 의해, 각 구성 요소 자체에 부설된 가열 수단에 의해, 상기 몰드 본체 및 보충 탱크를 유황의 융점 이상의 설정 온도 범위 내로 가열할 수 있다. 따라서, 상기 몰드 본체 및 보충 탱크의 온도를 유황의 융점 이상으로 유지하여, 용융 상태의 유황 함유 자재를 보충 탱크로부터 몰드 본체의 캐비티 내로 충전할 수 있다.

또한, 청구항 4에 관한 발명에 따르면, 몰드 본체의 충전구는 외형의 일부에 1개 또는 복수개 형성하고, 보충 탱크는 상기 몰드 본체에 대해 1개 또는 복수개 설치함으로써, 상기 몰드 본체의 용량에 따라서 1개 또는 복수개의 보충 탱크를 설치할 수 있다. 따라서, 각종 용량의 몰드 본체에도 대응할 수 있고, 또한 경사형, 세로형 혹은 가로형 타입의 몰드 본체에도 대응할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 유황 고화체 제품의 몰드 장치의 실시 형태를 도시하는 개요도이다.
도 2는 상기 몰드 장치에 있어서의 보충 탱크를 도시하는 정면도이다.
도 3은 상기 몰드 장치에 있어서의 몰드 본체를 도시하는 사시도이다.
도 4는 상기 몰드 본체에 보충 탱크를 설치하는 상태를 도시하는 사시도이다.
도 5는 상기 몰드 본체에 보충 탱크를 설치한 상태를 도시하는 사시도이다.
도 6은 상기 보충 탱크에 덮개 및 가압 수단을 설치한 상태를 도시하는 사시도이다.
도 7은 상기 보충 탱크로부터 몰드 본체 내로 유황 함유 자재가 자동적으로 보충되는 상태를 도시하는 사시도로, 도 7의 (a)는 보충 전의 상태를 도시하는 도면, 도 7의 (b)는 보충 후의 상태를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 몰드 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 몰드 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 유황 고화체 제품의 몰드 장치의 실시 형태를 도시하는 개요도이다.

이 유황 고화체 제품의 몰드 장치는 용융 상태의 유황 함유 자재를 몰드 본체의 캐비티 내에 충전하여 냉각 고화시켜 유황 고화체 제품을 성형하는 것으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 몰드 본체(1)와, 보충 탱크(2)를 구비하여 이루어진다. 또한, 도 1에 있어서, 부호 3은 몰드 본체(1)를 경사진 상태로 지지하는 진동 테이블을 나타내고, 부호 4는 유황 함유 자재를 보충 탱크(2)에 공급하는 투입 호퍼를 나타내고 있다.

상기 몰드 본체(1)는 그 내부에 용융 상태의 유황 함유 자재를 충전하고 그 후 냉각 고화시키는 것으로, 스틸 또는 알루미늄 등의 금속으로 되어 있고, 성형하는 유황 고화체 제품의 형상에 맞춘 형상으로 형성되어 있다. 도 1에 도시하는 몰드 본체(1)는, 예를 들어 흄관 또는 맨홀 등의 원통 형상의 유황 고화체 제품을 제조하는 경우를 도시하고 있고, 통 형상의 내형(5)과, 통 형상의 외형(6)과, 양단부에 배치된 측판(7)을 구비하고 있다.

상기 내형(5)은 제조해야 할 원통 형상 제품의 내주면을 규정하는 것으로, 소정의 길이로 외주면이 원기둥 형상으로 형성된 부재로 이루어진다. 또한, 외형(6)은 제조해야 할 원통 형상 제품의 외주면을 규정하는 것으로, 상기 내형(5)의 외경보다도 큰 내경을 갖고 소정의 길이로 원통 형상으로 형성된 부재로 이루어진다. 또한, 측판(7)은 제조해야 할 원통 형상 제품의 양단부면을 규정하는 것으로, 상기 외형(6)의 외경과 동등하거나, 또는 그것보다도 큰 외경을 갖는 도넛판 형상 또는 원형판 형상으로 형성되어, 상기 내형(5) 및 외형(6)의 양단부에 배치된다.

이 상태에서, 상기 내형(5)과 외형(6)과 측판(7)으로 둘러싸인 공간에 의해, 유황의 융점(119℃) 이상의 설정 온도 범위(예를 들어, 120 내지 150℃ 정도) 내로 가열되어 용융 상태의 유황 함유 자재를 내부에 수용하여 밀폐 가능하게 된 캐비티가 형성된다. 그리고, 상기 외형(6)의 일부, 예를 들어 상단부에는, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 캐비티에 연통하는 유황 함유 자재의 충전구(8)가 형성되어 있다. 또한, 도시는 생략하고 있지만, 상기 외형(6)의 일부, 예를 들어 상단부에는 상기 캐비티에 연통하는 에어 빠짐 구멍이 형성되어 있다.

또한, 상기 외형(6)의 외주부에는 전열 히터, 온풍 히터 또는 오일 히터 등의 가열 수단이 부설되는 동시에 단열재로 커버되어 있고, 상기 외형(6)의 내부를 유황의 융점 이상의 설정 온도 범위(예를 들어, 120 내지 150℃ 정도) 내로 가열하도록 되어 있다. 이에 의해, 상기 외형(6) 내에 주입된 유황 함유 자재가 고화되지 않고 용융 상태로 유지되어, 상기 내형(5)과 외형(6)과 측판(7)으로 둘러싸인 캐비티 내의 구석구석까지 퍼지게 된다.

또한, 이와 같이 구성된 몰드 본체(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들어 진동 테이블(3)에 적재하여 경사진 상태로 지지되어 있다. 이때, 상기 진동 테이블(3)에는 바이브레이터(9)나, 노커(10)가 구비되어 있어, 상기 몰드 본체(1)의 전체에 진동을 부여하도록 되어 있다. 또한, 상술한 통 형상의 몰드 본체(1)는 그 길이 방향을 따라서, 예를 들어 반원통 형상으로 2분할 가능하게 되어 있어도 좋다.

또한, 도 1 및 도 3에 도시하는 몰드 본체(1)는 유황 고화체로 원통 형상의 제품을 성형하는 경우의 몰드 형상을 도시한 것이지만, 원통 형상 이외의 제품을 제조하는 경우에는, 그 제품의 형상에 맞추어 내형(5)과, 외형(6)과, 측판(7)의 형상을 결정하면 된다. 이 경우, 파이프 형상이 아닌, 판형상 또는 산반 형상 혹은 블록 형상 등의 제품 형상일 때에는, 내형(5)이 불필요한 경우가 있다.

여기서, 상기 유황 함유 자재에 대해 설명한다. 이 유황 함유 자재는, 상온에서는 고체이고 약 119 내지 159℃에서 용융한다고 하는 유황의 성질을 이용하여, 119℃ 이상의 설정 온도 범위 내로 가열하여 용융시킨 유황에 모래나 자갈, 석탄회 등을 혼합하여, 약 119 내지 159℃를 유지하면서 혼련하고, 이를 냉각 경화시켜 제조한 유황 고화체라고 불리는 것이다. 또는, 마찬가지로 가열하여 용융시킨 유황과, 이 용융 유황을 변성시키는 유황 개질제를 혼합하여 개질 유황을 제조하고, 이 개질 유황에 모래나 자갈, 석탄회 등을 혼합하여, 상기와 마찬가지로 가열하면서 혼련하고, 이를 냉각 경화시켜 제조한 개질 유황 고화체라고 불리는 것이다. 즉, 유황 함유 자재 중에는 상기 유황 고화체와 개질 유황 고화체를 포함하는 것으로, 이하에 있어서, 단순히 유황 고화체라고 표기한 경우에는, 개질 유황 고화체를 포함한 의미로 한다.

상기 개질 유황 고화체에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 개질 유황 고화체는 유황과, 유황 개질제와, 미세분과, 골재를 원료로 하여 제조된다. 우선, 용융된 유황과 유황 개질제를 혼합하여 개질 유황을 제조한다. 유황은 통상의 단일 부재 유황으로, 예를 들어 천연 생산, 또는 석유나 천연 가스의 탈황에 의해 생성된 유황 등을 들 수 있다. 유황 개질제는 용융 유황을 변성, 예를 들어 유황을 중합함으로써 개질한다. 이 유황 개질제로서는, 유황을 중합할 수 있는 화합물이면 좋고, 예를 들어 탄소수 4 내지 20의 올레핀계 탄화수소 또는 디올레핀계 탄화수소, 구체적으로는, 리모넨, 피넨 등의 환상 올레핀계 탄화수소, 스티렌, 비닐톨루엔, 메틸스티렌 등의 방향족 탄화수소, 디시클로펜타디엔(DCPD) 및 그 올리고머, 시클로펜타디엔, 테트라하이드로인덴(THI), 비닐시클로헥산, 비닐노보넨, 에틸리덴노보넨, 시클로옥타디엔 등의 디엔계 탄화수소 등의 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 상기 유황과 유황 개질제의 혼합은 유황이 용융된 상태, 즉 119 내지 159℃, 바람직하게는 120 내지 150℃의 온도로 행해진다.

상기 개질 유황은 유황과 유황 개질제를 용융 혼합함으로써 얻을 수 있지만, 이때의 유황 개질제의 사용 비율은 유황과 유황 개질제의 합계량에 대해, 통상 0.1 내지 30질량％, 특히 1.0 내지 20 질량％의 비율이 바람직하다. 얻어진 개질 유황은, 소정의 온도(예를 들어, 150℃)로 가온된 미세분과 혼합되어 개질 유황 중간 자재로 된다. 미세분으로서는, 석탄회, 규사, 실리카흄, 글래스 분말, 연료 소각재, 전기 집진재 및 패각 분쇄물 중 1종 또는 2종 이상을 선택하면 좋다.

상기 얻어진 개질 유황 중간 자재는 용융 상태를 유지할 수 있는 온도(예를 들어, 130 내지 140℃)로 보유 지지된 상태에서, 예를 들어 130 내지 140℃ 정도로 가온된 골재와 혼합된다. 이 골재는, 골재로서 사용 가능하면 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 콘크리트로 사용되는 골재를 사용할 수 있다. 이와 같은 골재로서는, 예를 들어 천연석, 모래, 나무, 규사, 철강 슬래그, 페로니켈 슬래그, 구리 슬래그, 금속의 제조 시에 생성되는 부생물, 용융 슬래그류, 패각 및 이들의 혼합물 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 상기한 개질 유황 중간 자재와 골재를, 예를 들어 혼련 장치를 사용하여 혼합함으로써 개질 유황 자재가 제조되고, 이를 냉각하여 고화시킴으로써 개질 유황 고화체가 제조된다. 이와 같은 개질 유황 고화체는, 예를 들어 특허 제4007997호 공보에 기재된 개질 유황 고화체 제조 시스템을 사용하여 제조할 수 있다.

이하의 설명에서는, 이와 같은 유황 고화체 또는 개질 유황 고화체를 설정 온도 범위 내로 가열하여, 용융 상태의 유황 함유 자재로서 사용한다.

상기 몰드 본체(1)의 충전구(8)에는 보충 탱크(2)가 착탈 가능하게 설치된다. 이 보충 탱크(2)는, 도 1에 도시한 바와 같이 내부에 상기 유황 함유 자재를 수용한 투입 호퍼(4)로부터 화살표 A와 같이 공급되는 유황 함유 자재를, 상단부 개구부(11)로부터 수납하여 상기 몰드 본체(1)의 충전구(8)(도 3 참조)를 통해 캐비티 내에 공급하는 것이다.

여기서, 상기 투입 호퍼(4)는, 예를 들어 금속으로 깔때기 형상으로 형성되고, 그 용적은, 예를 들어 1.0㎥ 정도로 되어 있다. 그리고, 상기 투입 호퍼(4)의 외주부에는 전열 히터, 온풍 히터 또는 오일 히터 등의 가열 수단이 부설되는 동시에 단열재로 커버되어 있고, 상기 투입 호퍼(4)를 유황의 융점 이상의 설정 온도 범위 내로 가열하도록 되어 있다. 또한, 이 가열의 설정 온도 범위로서는, 120 내지 150℃ 정도가 바람직하다. 이에 의해, 상기 투입 호퍼(4) 내에 수용된 용융 상태의 유황 함유 자재는 고화되지 않고 용융 상태로 유지된다.

그리고, 상기 보충 탱크(2)는, 도 2에 도시한 바와 같이 전체가, 예를 들어 금속으로 깔때기 형상으로 형성되어 있고, 그 하단부 주입구(12)가 상기 몰드 본체(1)의 충전구(8)에 착탈 가능하게 형성된다. 이 보충 탱크(2)의 내부에는, 도 1에 도시하는 투입 호퍼(4)로부터 공급되는 유황 함유 자재가 소정량 수용된 상태로, 상단부 개구부(11)에 덮개(13)를 볼트 등의 체결구(14)로 설치하여 내부가 밀폐 가능하게 되어 있다.

또한, 상기 보충 탱크(2)의 용량은, 상기 몰드 본체(1)의 캐비티 내에 가득 충전된 유황 함유 자재가 냉각되어 수축하는 체적과 동등하거나 또는 그 이상으로 되어 있다. 유황 함유 자재의 냉각 고화 시의 수축률은 체적으로 환산하여 7 내지 8％로 되어 있다. 따라서, 보충 탱크(2)의 용량은, 상기 몰드 본체(1)의 캐비티 내에서 성형되는 유황 고화체 제품의 체적의 7 내지 8％ 또는 그 이상으로 된다.

상기 보충 탱크(2)의 덮개(13)에는 가압 에어의 공급 파이프(15)가 접속되고 그 선단부가 보충 탱크(2)의 내부에 삽입되도록 되어 있고, 상기 보충 탱크(2)의 내부가 소정 압력(예를 들어, 0.05 내지 0.15㎫)으로 가압되도록 되어 있다. 또한, 도시는 생략하였지만, 상기 공급 파이프(15)의 기단부에는 가압 수단으로서, 예를 들어 에어 펌프가 접속되어 있고, 개폐 밸브(16)에 의해 가압 에어의 공급을 제어한다. 또한, 도 2에 있어서, 부호 17은 상기 보충 탱크(2) 내의 압력을 계측하는 압력 미터[덮개(13)에 설치되어 있음]를 나타내고 있다.

또한, 상기 보충 탱크(2)의 외주부에는 전열 히터, 온풍 히터 또는 오일 히터 등의 가열 수단이 부설되는 동시에 단열재로 커버되어 있고, 상기 보충 탱크(2)의 내부를 유황의 융점 이상의 설정 온도 범위 내로 가열하도록 되어 있다. 또한, 이 가열의 설정 온도 범위로서는, 120 내지 150℃ 정도가 바람직하다. 이에 의해, 상기 보충 탱크(2) 내에 수용된 용융 상태의 유황 함유 자재는, 고화되지 않고 용융 상태로 유지된다.

그리고, 전술한 바와 같이 구성된 몰드 본체(1)의 충전구(8)에 보충 탱크(2)를 설치하여, 투입 호퍼(4)로부터 용융 상태의 유황 함유 자재를 상기 보충 탱크(2)로 공급함으로써, 상기 몰드 본체(1)의 캐비티 내에 유황 함유 자재를 공급하여, 상기 몰드 본체(1)의 캐비티 내에 가득 충전된 유황 함유 자재가 상기 캐비티 내에서 냉각되어 수축하는 것에 따라서, 상기 보충 탱크(2) 내에 수용된 유황 함유 자재를 상기 캐비티의 내부에 상기 보충 탱크(2) 내의 가압 압력에 의해 보충하도록 되어 있다.

다음에, 이와 같이 구성된 유황 고화체 제품의 몰드 장치의 사용 상태에 대해, 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

우선, 도 1에 있어서, 몰드 본체(1)를, 예를 들어 진동 테이블(3)에 적재하여 경사진 상태로 지지한다. 다음에, 이 상태에서, 도 3에 도시하는 몰드 본체(1)의 외형(6)의 상단부에 형성된 충전구(8)에 보충 탱크(2)를 설치한다.

이때, 도 4에 도시한 바와 같이, 보충 탱크(2)의 하단부 주입구(12)에 접속된 설치관(18)의 하단부에 경사진 상태로 설치된 설치판(19)을 상기 몰드 본체(1)의 충전구(8)에 위치 정렬시키고, 상기 보충 탱크(2)의 하단부 주입구(12)와 몰드 본체(1)의 충전구(8)를 연통 상태로 한다. 그리고, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 설치판(19)의 4코너부를 볼트 등의 체결구(20)로 체결함으로써, 몰드 본체(1)의 외형(6)의 충전구(8)에 보충 탱크(2)를 설치한다. 이 경우, 상기 보충 탱크(2)의 설치판(19)은 볼트 등의 체결구(20)로 고정되어 있으므로, 보충 탱크(2)는 몰드 본체(1)의 충전구(8)에 착탈 가능하게 설치된다. 또한, 이 상태에서는, 상기 보충 탱크(2)에는 도 2에 도시하는 덮개(13)는 설치되어 있지 않다.

이와 같은 상태에서, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 보충 탱크(2)의 상방에 투입 호퍼(4)를 위치 정렬하여, 상기 투입 호퍼(4)의 투입구(21)로부터 화살표 A와 같이 유황 함유 자재를 보충 탱크(2)의 상단부 개구부(11)로 공급한다. 이에 의해, 보충 탱크(2)는 유황 함유 자재를 상단부 개구부(11)로부터 수납하여 상기 몰드 본체(1)의 충전구(8)(도 3 참조)를 통해 캐비티 내에 순차적으로 공급한다.

이와 같이 하여, 상기 몰드 본체(1)의 캐비티 내에 유황 함유 자재가 가득 충전되는 동시에, 상기 보충 탱크(2)의 내부에도 소정량만큼 유황 함유 자재가 수용되면, 상기 투입 호퍼(4)로부터의 유황 함유 자재의 투입을 정지한다. 그리고, 도 6에 도시한 바와 같이, 도 1에 도시하는 보충 탱크(2)의 상단부 개구부(11)에 덮개(13)를 설치하여 내부를 밀폐하고, 상기 덮개(13)에는 가압 에어의 공급 파이프(15)를 접속하여 그 선단부를 보충 탱크(2)의 내부에 삽입한다. 상기 공급 파이프(15)의 기단부에는, 도시하지 않은 에어 펌프를 접속하여 압력 조정기(22)를 통해 가압 에어를 공급한다. 이때, 보충 탱크(2)의 내부는, 항상, 예를 들어 0.05 내지 0.15㎫ 정도로 가압된다.

이 상태에서, 도 6에 있어서, 몰드 본체(1)의 가열 수단의 동작을 정지하여 내부에 충전된 유황 함유 자재의 가열을 멈추고, 그대로 몰드 본체(1)를 방치한다. 그러면, 상기 몰드 본체(1)가 상온의 분위기 중에서 서서히 냉각되는 것에 따라서, 상기 몰드 본체(1)의 캐비티 내에 가득 충전된 유황 함유 자재가 상기 캐비티 내에서 냉각되어 수축, 침하되어 간다. 그리고, 상기 몰드 본체(1) 내의 유황 함유 자재의 수축에 따라서, 보충 탱크(2) 내에 수용된 유황 함유 자재가 상기 보충 탱크(2) 내의 가압 압력에 의해 몰드 본체(1)의 캐비티의 내부에 보충된다.

예를 들어, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 상기 몰드 본체(1)의 캐비티 내에 유황 함유 자재가 가득 충전된 직후에 있어서는, 보충 탱크(2)의 내부에는 부호 23a로 나타내는 재료 위치까지 유황 함유 자재가 수용되어 있던 것으로 한다. 그 후, 상술한 바와 같이, 몰드 본체(1)의 가열 수단의 동작을 정지시켜 몰드 본체(1)를 방치하여 냉각하고, 적당한 시간이 경과되면, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 보충 탱크(2) 내의 유황 함유 자재는 부호 23b로 나타내는 재료 위치까지 내린 것으로 한다. 이 경우에는, 상기 몰드 본체(1) 내의 유황 함유 자재의 수축, 침하에 따라서, 보충 탱크(2) 내의 유황 함유 자재가 재료 위치(23a)로부터 재료 위치(23b)까지 내려간 쪽의 체적량이, 상기 몰드 본체(1)의 캐비티 내에 자동적으로 보충된다. 이와 같이, 몰드 본체(1)를 방치하여 냉각하여[도 7의 (a) 참조], 보충 탱크(2)로부터 소정량의 유황 함유 자재를 상기 몰드 본체(1) 내로 보충하는[도 7의 (b) 참조] 데 필요로 하는 시간은, 예를 들어 2시간 내지 2시간 30분 정도이다.

그 후, 도 7의 (b)에 있어서, 보충 탱크(2)의 설치관(18)의 하단부의 설치판(19)을 제거하고, 상기 보충 탱크(2)를 몰드 본체(1)로부터 제거한다. 그리고, 상기 몰드 본체(1)를 그 길이 방향을 따라서, 예를 들어 반원통 형상으로 2분할하여, 내부에 있어서 냉각 고화된 유황 고화체 제품을 취출한다. 이 상태에서는, 몰드 본체(1)의 캐비티 내에서 유황 함유 자재가 냉각되어 수축하는 것에 따라서, 그 수축한 분만큼 보충 탱크(2)로부터 유황 함유 자재가 자동적으로 보충되어 고화되어, 공극이 존재하지 않는 깔끔한 유황 고화체 제품이 성형된다.

도 8은 본 발명의 몰드 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 사시도이다.

본 실시 형태는 몰드 본체(1)를 도시 생략의 테이블 또는 지지대에 세로형 상태로 지지하는 동시에, 그 몰드 본체(1)의 외형(6)의 상단부에 착탈 가능하게 보충 탱크(2)를 설치한 것이다. 그 이외는, 도 1에 도시하는 실시 형태와 마찬가지이다.

도 9는 본 발명의 몰드 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 사시도이다.

본 실시 형태는 몰드 본체(1)를 도시 생략의 테이블 또는 지지대에 가로형 상태로 지지하는 동시에, 그 몰드 본체(1)의 외형(6)의 상면부에 복수개, 예를 들어 3개의 보충 탱크(2a, 2b, 2c)를 착탈 가능하게 설치한 것이다. 보충 탱크(2)의 개수는 몰드 본체(1)의 용량에 따라서 적절하게 변경해도 좋다. 그 이외는, 도 1에 도시하는 실시 형태와 마찬가지이다.

본 발명은 불필요한 수고를 들이지 않고, 강도가 높은 마무리가 깔끔한 제품 가치가 높은 유황 고화체 제품을 제공할 수 있으므로, 산업상의 이용 가능성이 크다.

1 : 몰드 본체
2 : 보충 탱크
4 : 투입 호퍼
5 : 내형
6 : 외형
7 : 측판
8 : 충전구
11 : 상단부 개구부
12 : 하단부 주입구
13 : 덮개
15 : 공급 파이프
18 : 설치관
19 : 설치판
20 : 체결구

Claims

유황의 융점 이상의 설정 온도 범위 내로 가열되어 용융 상태의 유황 함유 자재를 내부에 수용하여 밀폐 가능하게 된 캐비티를 갖는 외형의 일부에, 상기 캐비티에 연통하는 유황 함유 자재의 충전구를 형성하여, 상기 외형의 내부가 상기 설정 온도 범위 내로 가열되는 몰드 본체와,
상기 몰드 본체의 충전구에 하단부 주입구가 착탈 가능하게 설치되고, 내부에 상기 유황 함유 자재를 수용한 투입 호퍼로부터 공급되는 유황 함유 자재를, 상단부 개구부로부터 수납하여 상기 몰드 본체의 충전구를 통해 캐비티 내에 공급하고, 내부에 상기 유황 함유 자재가 소정량 수용된 상태로 상단부 개구부에 가압 수단이 접속된 덮개를 설치하여 내부가 밀폐 가능해지는 동시에 상기 가압 수단에 의해 소정 압력으로 가압되고, 또한 내부가 상기한 설정 온도 범위 내로 가열되는 보충 탱크를 구비하고,
상기 몰드 본체의 캐비티 내에 가득 충전된 유황 함유 자재가 외형의 내부의 가열을 정지함으로써 상기 캐비티 내에서 냉각되어 수축하는 것에 따라서, 상기 보충 탱크 내에 수용된 유황 함유 자재를 상기 캐비티의 내부에 상기 보충 탱크 내의 가압 압력에 의해 보충하도록 한 것을 특징으로 하는, 유황 고화체 제품의 몰드 장치.
제1항에 있어서, 상기 보충 탱크의 용량은 상기 몰드 본체의 캐비티 내에 가득 충전된 유황 함유 자재가 냉각되어 수축하는 체적과 동등하거나 또는 그 이상으로 한 것을 특징으로 하는, 유황 고화체 제품의 몰드 장치.
제1항에 있어서, 상기 몰드 본체 및 보충 탱크를, 유황의 융점 이상의 설정 온도 범위 내로 가열하기 위해, 각각의 구성 요소 자체에 가열 수단을 부설한 것을 특징으로 하는, 유황 고화체 제품의 몰드 장치.
제1항에 있어서, 상기 몰드 본체의 충전구는 외형의 일부에 1개 또는 복수개 형성하고, 상기 보충 탱크는 상기 몰드 본체에 대해 1개 또는 복수개 설치하는 것을 특징으로 하는, 유황 고화체 제품의 몰드 장치.