KR101657458B1 - 공장 고도창문 자동개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공장 고도창문 자동개폐장치에 관한 것으로, 수동밸브를 조작하면 에어공급라인을 통해 에어실린더 내부로 에어가 공급되고, 이에 따라 실린더로드 및 이에 결합된 가변블록이 전진되며, 가변블록의 전진시 이에 고정된 개폐창문이 이동되면서 열리게 된다.
따라서, 수동밸브를 조작하는 매우 간편한 작업만으로 공장의 높은 고도창문을 자동으로 개폐시킬 수 있으므로, 고도창문 개폐작업이 매우 간편하고 최적의 실내를 유지할 수 있다.

Description

공장 고도창문 자동개폐장치{Factory a high degree window an automatic switchgear}

본 발명은 공장의 고도창문을 개폐하여서 건축물의 실내를 환기시킬 수 있는 공장 고도창문 자동개폐장치에 관한 것이다.

공장 등의 밀폐된 작업 공간은 작업 중에 발생되는 유해 물질이나 먼지 등에 의해 쉽게 오염된다. 오염된 실내를 환기시키기 위해 벽체에는 환기용 창문이 설치된다. 따라서 작업자는 환기용 창문을 수시로 개폐하면서 오염된 실내 공기를 환기시키게 된다.

그런데 보통 중장비가 구비된 공장은 천장이 매우 높으며, 환기용 창문도 높은 곳에 위치해 있다. 따라서 높은 곳에 위치한 환기용 창문(이하, 고도창문이라 약칭한다)을 개폐하기 위해서는 작업자가 사다리를 벽체의 창문에 도달하도록 위치시킨 후, 사다리를 타고 올라가서 수작업으로 개폐시켜야 하였다.

이와 같이 공장의 실내를 환기시키기 위해 창문을 개폐할 때마다 사다리를 이용하여서 고도창문까지 올라간 후 수작업으로 일일이 개폐시켜야 하므로 그 작업이 매우 번잡하였고, 중량의 창문을 불편한 자세에서 손으로 개폐하기가 매우 힘들었으며, 안전사고의 위험도 상존하였다.

공장의 고도창문을 아예 열어 둔 채로 공장을 운영할 수도 있지만, 여름철이나 겨울철과 같이 건축물의 실내를 냉난방할 경우, 환기도 시키면서 실내의 보온을 유지하기 위해서는 고도창문을 오랫동안 열어둔 상태로 둘 수 없으며, 이에 따라 고도창문의 개폐작업이 빈번하게 이루어져야 한다. 따라서 고도창문의 개폐작업이 더 빈번한 여름철이나 겨울철에 창문 개폐작업이 특히 불편하였다.

특허등록 제10-0167823호

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 공장 고도창문을 간편하게 개폐시킬 수 있도록 한 공장 고도창문 자동개폐장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공장 고도창문 자동개폐장치는, 공장의 고도창문 중 개폐창문에 연결되어서 개폐창문을 개폐하는 에어실린더; 에어실린더와 창틀, 개폐창문에 연결되어서 에어실린더를 지지하고 실린더로드의 전후진시 개폐창문을 개폐시키는 체결부; 에어실린더에 에어를 공급하여서 실린더로드를 전진 또는 후진시키도록 에어실린더 및 압축기에 연결되는 에어공급라인; 에어공급라인에 연결되어서 에어의 흐름을 단속하는 수동밸브을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 공장 고도창문 자동개폐장치의 다른 특징은, 체결부는, 에어실린더의 둘레에 결합되고 창틀에 고정되어서 에어실린더를 창틀에 고정시키는 실린더고정블록; 에어실린더의 실린더로드에 연결되는 나사축; 고정창문 및 개폐창문으로 이루어진 고도창문 중 개폐창문의 창문틀에 고정되는 고정편과, 일단이 고정편에 일체로 연결되고 타측이 나사축에 결합되는 가변링크로 이루어진 가변블록; 나사축에 체결되어서 가변링크를 나사축에 고정시키는 체결너트로 이루어지고; 가변링크에는 길이 방향을 따라 길게 간격조절구멍이 형성되어 있어서, 나사축이 간격조절구멍 내에 위치된 상태에서 가변블록의 위치를 조절할 수 있으며, 실린더로드와 개폐창문의 창문틀 사이에 간격에 따라 가변블록의 위치를 조절할 수 있도록 구비된다.

이상에서와 같은 본 발명은, 수동밸브를 조작하면 에어공급라인을 통해 에어실린더 내부로 에어가 공급되고, 이에 따라 실린더로드 및 이에 결합된 가변블록이 전진되며, 가변블록의 전진시 이에 고정된 개폐창문이 이동되면서 열리게 된다. 따라서, 수동밸브를 조작하는 매우 간편한 작업만으로 공장의 높은 고도창문을 자동으로 개폐시킬 수 있으므로, 고도창문 개폐작업이 매우 간편하고 최적의 실내를 유지할 수 있다.

본 발명의 체결부는, 개폐창문의 창문틀에 고정되는 고정편과, 일단이 고정편에 일체로 연결되고 타측이 나사축에 결합되는 가변링크가 구비된다. 가변링크에는 길이 방향을 따라 길게 간격조절구멍이 형성되어 있어서, 나사축이 간격조절구멍 내에 위치된 상태에서 가변블록의 위치를 조절할 수 있다. 따라서, 나사축이 가변링크의 간격조절구멍에 위치된 상태에서 간격조절구멍의 공간 내에서 나사축의 유동이 가능하다. 그러므로 실린더로드와 창문틀 사이에 간격이 일정하지 않아도 실린더로드를 가변링크에 결합시키는 작업과 고정편을 창문틀에 결합시키는 작업을 매우 간편하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 공장 고도창문 자동개폐장치를 보인 개략적 정면도 및 평면도
도 2는 도 1의 개폐창문이 열린 상태를 보인 개략적 정면도 및 평면도
도 3은 본 발명의 요부를 보인 부분 확대 사시도
도 4는 도 3의 정면도, 측면도, 평면도
도 5는 본 발명의 요부를 보인 회로도

본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도 1은 본 발명의 공장 고도창문 자동개폐장치를 보인 개략적 정면도 및 평면도이고, 도 2는 도 1의 개폐창문이 열린 상태를 보인 개략적 정면도 및 평면도이며, 도 3은 본 발명의 요부를 보인 부분 확대 사시도이다. 도 4는 도 3의 정면도, 측면도, 평면도이고, 도 5는 본 발명의 요부를 보인 회로도이다.

이러한 본 발명의 공장 고도창문 자동개폐장치는, 에어실린더(10), 체결부(20), 에어공급라인(30), 수동밸브(40)로 이루어진다.

에어실린더(10)는, 건축물의 고도창문(2) 중 창문틀(5) 및 유리창(6)으로 이루어진 개폐창문(4)에 연결되어서 개폐창문(4)을 개폐한다. 이러한 에어실린더(10)는 창틀(1)에 고정되고 실린더로드(11)는 개폐창문(4)에 연결되어 있다. 따라서, 에어실린더(10)에 공압이 공급되어서 실린더로드(11)가 전후진되면 개폐창문(4)이 개폐된다.

체결부(20)는, 에어실린더(10)와 창틀(1), 개폐창문(4)에 연결되어서 에어실린더(10)를 지지하고 실린더로드(11)의 전후진시 개폐창문(4)을 개폐시킨다.

이러한 체결부(20)는, 실린더고정블록(21), 나사축(22), 가변블록(23), 체결너트(27)로 이루어질 수 있다.

실린더고정블록(21)은, 에어실린더(10)의 둘레에 결합되고 창틀(1)에 고정되어서 에어실린더(10)를 창틀(1)에 고정시킨다.

나사축(22)은 별도로 구비되어서 에어실린더(10)의 실린더로드(11) 단부에 결합될 수도 있고, 실린더로드(11)의 단부에 이와 일체로 형성될 수도 있다.

가변블록(23)은 고정창문(3) 및 개폐창문(4)으로 이루어진 고도창문(2) 중 개폐창문(4)의 창문틀(5)에 고정되는 고정편(24)과, 일단이 고정편(24)에 일체로 연결되고 타측이 나사축(22)에 결합되는 가변링크(25)로 이루어진다.

가변링크(25)에는 길이 방향을 따라 길게 간격조절구멍(26)이 형성되어 있다. 따라서, 나사축(22)이 간격조절구멍(26) 내에 위치된 상태에서 가변블록(23)의 위치를 조절할 수 있으며, 이에 따라 실린더로드(11)와 개폐창문(4)의 창문틀(5) 사이에 간격에 따라 가변블록(23)의 위치를 조절할 수 있다.

체결너트(27)는, 나사축(22)에 체결되어서 가변링크(25)를 나사축(22)에 고정시킨다.

에어공급라인(30)은, 에어실린더(10)에 에어를 공급하여서 실린더로드(11)를 전진 또는 후진시키도록 에어실린더(10) 및 압축기(50)에 연결된다.

이러한 에어공급라인(30)은 압축기(compressor; 50)에 연결되고 에어실린더(10)에 연결되어 있어서 압축기(50) 및 에어실린더(10) 사이에 공압의 흐름을 안내한다.

한편, 에어공급라인(30)에는 압축기(50), 에어필터(60), 공압조절기(70), 주입기(80)가 연결되어 있다.

압축기(50)는 에어공급라인(30)에 공압을 공급하여서 에어실린더(10)의 실린더로드(11)를 전후진시킨다. 에어필터(air filter; 60)는, 외부의 공기가 압축기(50)를 통해 에어실린더(10)로 공급되기 전에 여과시키는 역할을 하며, 이에 따라 수동밸브(40) 및 에어실린더(10)를 보호한다. 공압조절기(regulator; 70)는 압축기(50)에서 발생된 공압이 일정한 압력으로 에어실린더(10)로 공급되도록 하며, 에어공급라인(30)에 과압이 작용하면 초과된 과압만큼 외부로 배출시킨다. 주입기(lubricator; 80)는, 압축기(50)에서 발생된 공압이 에어실린더(10)로 공급되도록 한다.

수동밸브(40)는 에어공급라인(30)에 연결되어서 압축기(50) 및 에어실린더(10) 사이의 에어 흐름을 단속한다. 이러한 수동밸브(40)는 공장의 실내의 작업자가 손쉽게 작동시킬 수 있는 위치에 설치되며, 작업자는 수동밸브(40)를 조작하여서 고도창문(2)을 개폐시키게 된다.

수동밸브(40)에는 압축기(50)에서 발생된 공압을 에어실린더(10)의 내부 일측으로 공급하거나 에어실린더(10)의 내부 타측으로 공급할 수 있도록 회로가 형성되어 있다. 따라서 공압이 에어실린더(10)의 일측으로 공급되도록 수동밸브(40)를 작동시키면 압축기(50)로부터 발생된 공압이 에어실린더(10)의 일측으로 공급되어서 실린더로드(11)가 전진된다. 또한 공압이 에어실린더(10)의 타측으로 공급되도록 수동밸브(40)를 작동시키면 압축기(50)로부터 발생된 공압이 에어실린더(10)의 타측으로 공급되어서 실린더로드(11)가 후진된다.

이러한 구성의 본 발명의 공장 고도창문 자동개폐장치는, 압축기(50)를 구동시키면 외부의 공기가 에어공급라인(30)을 통해 에어실린더(10)로 공급되는 바, 에어필터(60)를 통과하면서 여과된 후 공압조절기(70), 주입기(80)를 통해 수동밸브(40) 측으로 공급된다.

이와 같은 상태에서 개폐창문(4)을 열도록 수동밸브(40)를 작동시키면 압축기(50)로부터 공급된 공압이 에어실린더(10)의 일측으로 공급되며, 이에 따라 실린더로드(11)가 전진된다. 실린더로드(11)는 체결부(20)에 의해 개폐창문(4)의 창문틀(5)에 결합되어 있다. 따라서 실린더로드(11)가 전진되면 개폐창문(4)이 열리게 된다.

개폐창문(4)가 닫도록 수동밸브(40)를 작동시키면 압축기(50)로부터 공급된 공압이 에어실린더(10)의 타측으로 공급되며 이에 따라 실린더로드(11)가 후진된다. 따라서 오픈된 개폐창문(4)은 닫힌다.

이러한 본 발명의 공장 고도창문 자동개폐장치는 다음과 같은 장점이 있다.

본 발명은 수동밸브(40)를 조작하면 에어공급라인(30)을 통해 에어실린더(10) 내부로 에어가 공급되고, 이에 따라 실린더로드(11) 및 이에 결합된 가변블록(23)이 전진되며, 가변블록(23)의 전진시 이에 고정된 개폐창문(4)이 이동되면서 열리게 된다.

따라서, 수동밸브(40)를 조작하는 매우 간편한 작업만으로 공장의 높은 고도창문(2)을 자동으로 개폐시킬 수 있으므로, 고도창문(2) 개폐작업이 매우 간편하고 최적의 실내를 유지할 수 있다.

본 발명의 체결부(20)는, 개폐창문(4)의 창문틀(5)에 고정되는 고정편(24)과, 일단이 고정편(24)에 일체로 연결되고 타측이 나사축(22)에 결합되는 가변링크(25)가 구비된다. 가변링크(25)에는 길이 방향을 따라 길게 간격조절구멍(26)이 형성되어 있어서, 나사축(22)이 간격조절구멍(26) 내에 위치된 상태에서 가변블록(23)의 위치를 조절할 수 있다.

따라서, 나사축(22)이 가변링크(25)의 간격조절구멍(26)에 위치된 상태에서 간격조절구멍(26)의 공간 내에서 나사축(22)의 유동이 가능하다. 그러므로 실린더로드(11)와 창문틀(5) 사이에 간격이 일정하지 않아도 실린더로드(11)를 가변링크(25)에 결합시키는 작업과 고정편(24)을 창문틀(5)에 결합시키는 작업을 매우 간편하게 할 수 있다.

한편, 실린더로드(11)의 둘레에는 마모방지도포층이 도포될 수 있다.

이 마모방지도포층은, 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 실린더로드(11)에 용사되어서 이루어지고, 50∼600㎛의 두께로 이루어지며, 경도는 900∼1000HV를 유지하도록 플라즈마 도포된다.

실린더로드(11)의 외주면에 세라믹 도포를 하는 이유는 마모 방지 및 부식 방지가 주목적이다. 세라믹 도포는 크롬도금 또는 니켈크롬도금에 비해 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어나다.

산화크롬(Cr₂O₃)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.

이산화티타늄(TiO₂)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO₂)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO₂)은, 마모방지도포층이 실린더로드(11)의 외주면에 확실하게 피복되도록 하며, 마모방지도포층에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 마모방지도포층의 손상을 방지시킨다.

여기서, 산화크롬(Cr₂O₃)과 이산화티타늄(TiO₂)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98중량%에 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4중량%가 혼합되는 것이 바람직하다.

산화크롬(Cr₂O₃)의 혼합비율이 96∼98%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr₂O₃)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 실린더로드(11)의 외주면의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.

이산화티타늄(TiO₂)의 혼합비율이 2∼4중량%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr₂O₃)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO₂)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO₂)은 실린더로드(11)의 외주면 둘레에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 실린더로드(11)의 외주면이 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2∼4중량%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

이러한 재료들로 이루어진 도포층은, 실린더로드(11)의 외주면의 둘레에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 도포된다.

이러한 마모방지도포층은, 상기의 분말가루와 1400℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 실린더로드(11)의 외주면의 둘레에 제트분사하여서 50∼600㎛으로 용사한다.

마모방지도포층의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 세라믹 도포층에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 마모방지도포층의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹도포에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.

실린더로드(11)의 외주면에 마모방지도포층이 도포되는 동안 실린더로드(11)의 외주면의 온도는 상승되는데, 가열된 실린더로드(11)의 외주면의 변형이 방지되도록 실린더로드(11)의 외주면이 냉각장치(미도시)로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다.

마모방지도포층의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO₃)으로 이루어진 실링재가 더 도포될 수 있다. 무수크롬산은 무기실링재로써 크롬니켈 분말로 이루어진 도포층 둘레에 도포된다.

무수크롬산(CrO₃)은, 높은 내마모, 윤활성, 내열성, 내식성, 이형성을 필요로 하는 곳에 사용되며, 대기중에서 변색이 안되고, 내구성이 크며, 내마모성과 내식성이 좋다. 실링재의 도포 두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다. 실링재의 도포두께가 0.3㎛ 미만이면 약간의 스크래치홈에도 실링재가 쉽게 파이면서 벗겨지게 되므로 상술한 효과를 얻을 수 없게 된다. 실링재의 도포두께가 0.5㎛를 초과할 정도로 두껍게 하면 도금면에 핀홀(pin hole), 균열 등이 많게 된다. 따라서 실링재의 도포두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다.

따라서 실린더로드(11)의 외주면의 둘레에 내마모성 및 내산화성이 뛰어난 도포층이 형성되므로 실린더로드(11)의 외주면이 마모되거나 산화되는 것이 방지되고, 이에 따라 제품의 수명이 연장된다.

또한, 에어실린더(10)는 FCD주철로 이루어질 수 있다. 이 FCD주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어진다.

FCD주철은, 일반 회주철의 용탕에 마그네슘 등을 첨가하여 응고과정에서 흑연이 구상으로 정출된 주철이므로 회주철에 비하여 흑연의 형태가 구상이다. 이러한 FCD주철은 노치효과가 적기 때문에 응력 집중 현상이 감소되어 강도와 인성이 크게 향상된다.

본 발명의 에어실린더(10)는 FCD주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어진다.

여기서, FCD주철을 1600℃ 미만으로 가열하면 전체 조직이 충분히 용융되지 못하며, 1650℃를 초과하여 가열시키면 불필요하게 에너지가 낭비된다. 그러므로 FCD주철을 1600∼1650℃로 가열하는 것이 바람직하다.

용융된 FCD주철에는 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣는 바, 마그네슘이 0.3중량% 미만이면 구상화 처리제를 투입효과가 극히 미미해 지며, 0.7중량%를 초과하면 구상화 처리제의 투입효과가 크게 향상되지 않는 반면에, 고가의 재료비가 증가되는 문제점이 있다. 그러므로 구상화 처리제의 마그네슘 혼합비율은 0.3∼0.7중량% 정도가 적합하다.

용융된 FCD주철에 구상화 처리제가 투입되면 이를 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한다. 구상화 처리 온도가 1500℃ 미만이면 구상화 처리가 제대로 이루어지지 않으며, 1550℃를 초과하면 구상화 처리 효과가 크게 개선되지 않는 반면에 불필요하게 에너지가 낭비된다. 그러므로 구상화 처리 온도는 1500∼1550℃가 적합하다.

이와 같이 본 발명의 에어실린더(10)가 FCD주철로 이루어지므로 노치효과가 적기 때문에 응력 집중 현상이 감소되어 강도와 인성이 크게 향상된다.

또한, 압축기(50)의 외면에는 온도에 따라 색이 변화하는 변색부가 도포될 수 있다. 이 변색부는, 소정의 온도 이상이 되었을 때 색이 변하는 두 가지 이상의 온도변색물질이 압축기(50) 표면에 도포되어 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리됨으로써 단계적인 온도 변화를 판단할 수 있고, 변색부 위에는 변색부가 손상되는 것을 방지하기 위한 보호막층이 도포된다.

여기서, 변색부는, 각각 40℃ 이상 및 60℃ 이상의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 도포하여 형성될 수 있다. 변색부는 압축기(50)의 온도에 따라 색이 변화하여 도료의 온도 변화를 감지하기 위한 것이다.

이러한 변색부는 소정의 온도 이상이 되었을 때 색깔이 변하는 온도변색물질이 압축기(50) 표면에 도포됨으로써 형성될 수 있다. 또한, 온도변색물질은 일반적으로 1~10㎛의 마이크로캡슐 구조로 구성되어 있고, 마이크로캡슐 내에 전자 공여체와 전자 수용체의 온도에 따른 결합 및 분리현상으로 인해 유색 및 투명색을 나타내도록 할 수 있다.

또한, 온도변색물질은 색의 변화가 빠르고, 40℃, 60℃, 70℃, 80℃, 등의 다양한 변색온도를 가질 수 있으며, 이러한 변색온도는 여러 방법으로 쉽게 조정될 수 있다. 이러한 온도변색물질은 유기화합물의 분자 재배열, 원자단의 공간 재배치 등의 원리에 의한 다양한 종류의 온도변색물질이 이용될 수 있다.

이를 위해, 변색부는 서로 다른 변색 온도를 가지는 두 가지 이상의 온도변색물질을 도포하여 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이 변색부는 상대적으로 저온의 변색온도를 갖는 온도변색물질과 상대적으로 고온의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 40℃이상 및 60℃이상의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 사용하여 변색부를 형성할 수 있다.

이를 통해, 압축기(50)의 온도 변화를 단계적으로 확인할 수 있어 도료의 온도변화를 감지할 수 있으며, 이에 따라 압축기(50)를 최적의 상태에서 운용할 수 있으며, 과열에 의한 압축기(50)의 손상을 미연에 방지시킬 수 있다.

또한, 보호막층은 변색부 위에 도포되어서 외부의 충격으로 인해 변색부가 손상되는 것을 방지하며, 변색부의 변색 여부를 쉽게 확인함과 동시에 온도변색물질이 열에 약한 것을 고려하여 단열 효과를 가지는 투명 도포재를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 에어공급라인(30)은 고무재로 이루어질 수 있으며, 이 고무재의 에어공급라인에는 내산화성을 증가시키기 위해 RD(Polymerized trimethyl dihydroquinoline)를 첨가할 수 있다. 이러한 RD는 내오존성 및 내산화성을 증가시키며, 에어공급라인(30)의 부식 및 산화를 방지시킨다.

본 발명은 고무재에 RD 0.4 내지 1.2 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 이유는 RD의 첨가량이 상술된 범위보다 적은 경우에는 내산화성을 획득하기 어려우며, 상술된 범위를 초과하는 경우에는 조직의 밀도 및 견고성에 영향을 주는 문제가 있기 때문이다.

이러한 본 발명은 고무재의 에어공급라인(30)에 RD가 더 첨가되므로 내산화성이 크게 향상되며, 이에 따라 제품의 수명을 극대화시킬 수 있다.

또한, 수동밸브(40)의 케이스 둘레에는 살균기능을 가진 방향제 물질이 코팅될 수 있다. 이 방향제 물질에는 기능성 오일이 혼합될 수 있으며, 그 혼합비율은 방향제 95~97중량%에 기능성 오일 3~5중량%가 혼합되며, 기능성 오일은, 머틀 오일(Myrtle oil) 50중량%, 릿치아 쿠베아 오일(Litsea cubeba oil) 50중량%로 이루어진다.

여기서 기능성 오일은 방향제 물질에 대해 3~5중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 기능성 오일의 혼합비율이 3중량% 미만이면, 그 효과가 미미하며, 기능성 오일의 혼합비율이 3~5중량%를 초과하면 그 기능이 크게 향상되지 않는 반면에 제조 단가는 크게 증가된다.

머틀 오일(Myrtle oil)의 주 화학성분은 cineol, myrtenol 등이며, 새순이나 작은 가지 등에서 스팀증류법으로 추출되는데 노란색을 띠며 상쾌하고 싱그러운 향을 가지고 있고, 살균작용, 방부작용 등에 좋은 효과가 있다.

릿치아 쿠베아 오일(Litsea cubeba oil)은 열매에서 스팀 증류법을 이용하여 오일을 추출하는데 달콤하면서도 레몬그라스와 비슷하면서도 강한 향을 갖고 있으며, 주 화학성분으로는 85%이상을 차지하는 citral을 비롯하여 linalol, neral 등을 함유하고 있고, 강한 방부효과를 내며 살균작용으로 박테리아균 등을 죽이는 작용효과가 우수하다.

이러한 기능성 오일이 수동밸브(40)의 외부케이스 둘레에 코팅되므로 수동밸브(40)가 살균처리되며 이에 따라 수동밸브를 청결하게 유지할 수 있다.

또한, 가변블록(23)에는 부식방지용 피복 조성물이 도포될 수 있다.

이러한 부식방지용 피복 조성물은, 레조르시놀 디글리시딜에테르(Resorcinol diglycidyl ether) 80중량% 및 프로판올아민(Propanol amine) 20중량%를 혼합하여 제조한 수용해성 수지 조성물 100중량%에 대하여, 헥사메틸레이티드-헥사메틸롤 멜라민(Hexamethylated-hexamethylol melamine)을 1 내지 10중량%로 구성된다.

본 발명에서는 레조르시놀 디글리시틸에테르의 우수한 내화학성, 치수안정성 등의 특성과 프로판올아민의 내부식성 등의 특성 및 멜라민 유도체의 우수한 윤활특성 등을 활용하여 보다 친환경적인 가변블록(23)의 부식방지를 위한 피복을 형성할 수 있다.

상기 부식방지용 피복 조성물을 도포하는 방법은 특별한 제한은 없으나, 가변블록(23) 표면에 건조도막 두께가 10 내지 30㎛가 되도록 도포되는 것이 바람직하다. 건조도막 두께가 10㎛ 미만이면 수명이 짧아질 수 있고, 30㎛를 초과하는 경우에는 기능상 문제점은 없으나 경제적 이점이 감소한다.

또한, 상기 부식방지용 피복 조성물이 도포된 가변블록(23)은 10 내지 30분 동안 공기 건조 후 100 내지 200℃, 바람직하게는 150 내지 180℃에서 10 내지 50분 동안 경화하여 비점착성이고 광택이 우수한 도막을 얻는 것이 가능하다.

또한, 주입기(80)의 단부에 구비된 노즐에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지 도포용 조성물로 이루어진 도포층이 도포될 수 있다. 상기 오염 방지 도포용 조성물은 붕산 및 탄산나트륨이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 붕산 및 탄산나트륨의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~ 10 중량%이다. 이에 더하여, 상기 도포층의 도포성을 향상시키는 물질로 탄산나트륨 또는 탄산칼슘이 이용될 수 있으나 바람직하게는 탄산나트륨이 이용될 수 있다. 상기 붕산 및 탄산나트륨은 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 기재의 도포성이 저하되거나 도포후 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.

상기 붕산 및 탄산나트륨은 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 기재의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.

한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재 상의 최종 도포막 두께는 500 ~ 2000Å이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1000 ~ 2000 Å이다. 상기 도포막의 두께가 500 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.

또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 붕산 0.1 몰 및 탄산나트륨 0.05 몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.

이와 같이 주입기(80)의 단부에 구비된 노즐에 도포층이 도포되므로 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있다.

또한, 나사축(22)에는 먼지, 오염물질 등으로부터 표면의 부식현상을 방지시키기 위해 금속재의 표면 도포재료로 나사산보호층이 형성될 수 있다. 이 나사산보호층은 알루미나 분말 60중량%, NH₄Cl 30중량%, 아연 2.5중량%, 구리 2.5중량%, 마그네슘 2.5중량%, 티타늄 2.5중량%로 구성된다.

상기 알루미나 분말은 고온으로 가열될 때 소결, 엉킴, 융착 방지 등의 목적으로 첨가된다. 이러한 알루미나 분말이 60중량% 미만으로 첨가되면, 소결, 엉킴, 융착 방지의 효과가 떨어지며, 알루미나 분말이 60중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에, 재료비가 크게 증가된다. 따라서, 알루미나 분말은 60중량%를 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 NH₄Cl은 증기 상태의 알루미늄, 아연, 주식, 구리 및 마그네슘과 반응하여 확산 및 침투를 활성화시키는 역할을 한다. 이러한 NH₄Cl은 30중량% 첨가된다. NH₄Cl이 30중량% 미만으로 첨가되면, 증기 상태의 알루미늄, 아연, 주식 구리 및 마그네슘과 반응이 제대로 이루어지지 않으며 이에 따라 확산 및 침투를 활성화시키지 못한다. 반면에, NH₄Cl이 30중량% 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에, 재료비가 크게 증가된다. 따라서 NH₄Cl은 30중량%를 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 아연은 물에 닿는 금속의 부식을 방지하는 것과 전기 방식용으로 사용되도록 배합된다. 이러한 아연은 2.5중량%가 혼합된다. 아연의 혼합비율이 2.5중량%를 초과하면 물에 닿는 금속의 부식을 제대로 방지시키지 못하게 된다. 반면에 아연의 혼합비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비가 크게 증가된다. 따라서 아연은 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 구리는 상기 알루미늄과 조합하여 금속의 경도 및 인장강도를 높이게 된다. 이러한 구리는 2.5중량% 혼합된다. 구리의 혼합 비율이 2.5중량% 미만이면, 금속의 경도 및 인장강도를 제대로 높이지 못하게 된다. 반면에 구리의 혼합 비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비가 크게 증가된다. 따라서 구리는 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 마그네슘의 순수한 금속은 구조강도가 낮으므로 상기 아연 등과 함께 조합하여 금속의 경도, 인장강도 및 염수에 대한 내식성을 높이는 용도로 배합된다. 이러한 마그네슘은 2.5중량% 혼합된다. 마그네슘의 혼합 비율이 2.5중량% 미만이면, 아연 등과 함께 조합될 시 금속의 경도, 인장강도 및 염수에 대한 내식성이 크게 개선되지 않는다. 반면에 마그네슘의 혼합 비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비가 크게 증가된다. 따라서 마그네슘는 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 티타늄은 가볍고 단단하고 내부식성이 있는 전이 금속 원소로 은백색의 금속광택이 있는바, 뛰어난 내식성과 비중이 낮아 강철 대비 무게는 60% 밖에 되지 않으므로 금속모재에 도포되는 도포재의 중량은 줄이되 광택을 높이고 뛰어난 방수성 및 내식성을 갖도록 배합된다.

이러한 티타늄은 2.5중량% 혼합된다. 티타늄의 혼합 비율이 2.5중량% 미만이면, 금속모재에 도포되는 도포재의 중량이 그다지 경감되지 않고, 광택성, 방수성, 내식성이 크게 개선되지 않는다. 반면에, 티타늄의 혼합 비율이 2.5중량%를 초과하면 상술한 효과는 더 개선되지 않는 반면에 재료비는 크게 증가된다. 따라서 티타늄은 2.5중량% 혼합되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 나사산보호층의 표면 도포방법은 다음과 같다.

도포층이 형성되어야 할 모재와 상기 구성으로 배합된 도포재료를 폐쇄로 내에 함께 투입시키고 폐쇄로 내부에는 모재의 산화를 방지하기 위하여 2 L/min의 비율로 아르곤 가스를 주입시킨다, 아르곤 가스가 주입된 상태에서 700℃ 내지 800℃의 온도로 4 ~ 5 시간 동안 유지한다.

상기 단계를 수행하여 증기 상태의 알루미나 분말, 아연, 구리, 마그네슘 및 티타늄이 폐쇄로 내부에 형성되고, 알루미늄 분말, 알루미나 분말, 아연, 구리, 마그네슘 및 티타늄 배합물은 모재의 표면에 침투하여 도포층이 형성된다.

도포층이 형성된 후 폐쇄로 내부의 온도를 도포 물질/기재 복합물이 800℃~900℃로 하여 30 ~ 40시간을 유지하면 모재의 표면에는 나사산보호층이 형성되어 모재인 나사축(22)의 표면과 외기를 격리시키게 된다. 이때 상기 공정을 수행함에 있어 급격한 온도 변화는 모재 표면의 나사산보호층이 박리될 수 있으므로 60℃/hr의 비율로 온도 변화를 시킨다.

본 발명의 나사산보호층은 다음과 같은 장점이 있다.

본 발명의 나사산보호층은 매우 넓은 범위의 용도를 가지므로 커튼 도포, 스프레이 페인팅, 딥 도포, 플루딩(flooding) 등과 같은 여러 가지 방법에 의해 도포될 수 있다.

본 발명의 나사산보호층은 부식 및/또는 스케일에 대한 원칙적인 보호 기능에 추가하여 도포가 매우 얇은 층두께로 도포될 수 있어 전기전도성을 개선하는 것은 물론 물질 및 비용 절감이 가능하다. 열간 성형 과정 이후에도 높은 전기전도성이 바람직하다면 얇은 전기전도성 프라이머가 나사산보호층의 상부에 도포될 수 있다.

이러한 본 발명은 나사축(22)에 알루미나 분말, NH₄Cl, 아연, 구리, 마그네슘, 티타늄으로 이루어진 나사산보호층이 도포되므로 먼지, 오염물질 등으로부터 나사축(22)의 표면의 부식현상을 방지시킬 수 있다.

1 : 창틀 2 : 고도창문
3 : 고정창문 4 : 개폐창문
5 : 창문틀 6 : 유리창
10 : 에어실린더 11 : 실린더로드
20 : 체결부 21 : 실린더고정블록
22 : 나사축 23 : 가변블록
24 : 고정편 25 : 가변링크
26 : 간격조절구멍 27 : 체결너트
30 : 에어공급라인 40 : 수동밸브
50 : 압축기 60 : 에어필터
70 : 공압조절기 80 : 주입기

Claims (2)

1. 건축물의 고도창문(2) 중 개폐창문(4)에 연결되어서 개폐창문(4)을 개폐하는 에어실린더(10);
   에어실린더(10)와 창틀(1), 개폐창문(4)에 연결되어서 에어실린더(10)를 지지하고 실린더로드(11)의 전후진시 개폐창문(4)을 개폐시키는 체결부(20);
   에어실린더(10)에 에어를 공급하여서 실린더로드(11)를 전진 또는 후진시키도록 에어실린더(10) 및 압축기(50)에 연결되는 에어공급라인(30);
   에어공급라인(30)에 연결되어서 에어의 흐름을 단속하는 수동밸브(40)을 포함하여 이루어지고;
   체결부(20)는,
   에어실린더(10)의 둘레에 결합되고 창틀(1)에 고정되어서 에어실린더(10)를 창틀(1)에 고정시키는 실린더고정블록(21); 에어실린더(10)의 실린더로드(11)에 연결되는 나사축(22); 고정창문(3) 및 개폐창문(4)으로 이루어진 고도창문(2) 중 개폐창문(4)의 창문틀(5)에 고정되는 고정편(24)과, 일단이 고정편(24)에 일체로 연결되고 타측이 나사축(22)에 결합되는 가변링크(25)로 이루어진 가변블록(23); 나사축(22)에 체결되어서 가변링크(25)를 나사축(22)에 고정시키는 체결너트(27)로 이루어지고; 가변링크(25)에는 길이 방향을 따라 길게 간격조절구멍(26)이 형성되어 있어서, 나사축(22)이 간격조절구멍(26) 내에 위치된 상태에서 가변블록(23)의 위치를 조절할 수 있으며, 실린더로드(11)와 개폐창문(4)의 창문틀(5) 사이에 간격에 따라 가변블록(23)의 위치를 조절할 수 있도록 구비되며;
   실린더로드(11)의 둘레에는 마모방지도포층이 도포되되, 상기 마모방지도포층은, 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 실린더로드(11)에 용사되어서 이루어지고, 50∼600㎛의 두께로 이루어지며, 경도는 900∼1000HV를 유지하도록 플라즈마 도포되며, 상기 마모방지도포층의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO₃)으로 이루어진 실링재가 도포되고, 상기 실링재의 도포 두께는 0.3∼0.5㎛ 이며;
   에어실린더(10)는 FCD주철로 이루어지되, 상기 FCD주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어지고;
   압축기(50)의 외면에는 온도에 따라 색이 변화하는 변색부가 도포되며, 상기 변색부는, 일정한 온도 이상이 되었을 때 색이 변하는 두 가지 이상의 온도변색물질이 압축기(50) 표면에 도포되어 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리됨으로써 단계적인 온도 변화를 판단할 수 있고, 변색부 위에는 변색부가 손상되는 것을 방지하기 위한 보호막층이 도포되며,
   에어공급라인(30)은 고무재로 이루어지고, 상기 고무재의 에어공급라인에는 내산화성을 증가시키기 위해 RD(Polymerized trimethyl dihydroquinoline)를 첨가하며, 상기 고무재에 RD 0.4 내지 1.2 중량부를 포함하고;
   수동밸브(40)의 케이스 둘레에는 살균기능을 가진 방향제 물질이 코팅되되, 상기 방향제 물질에는 기능성 오일이 혼합되며, 혼합비율은 방향제 물질 95~97중량%에 기능성 오일 3~5중량%가 혼합되고, 상기 기능성 오일은, 머틀 오일(Myrtle oil) 50중량%, 릿치아 쿠베아 오일(Litsea cubeba oil) 50중량%로 이루어지며;
   가변블록(23)에는 부식방지용 피복 조성물이 도포되되, 상기 부식방지용 피복 조성물은, 레조르시놀 디글리시딜에테르(Resorcinol diglycidyl ether) 80중량% 및 프로판올아민(Propanol amine) 20중량%를 혼합하여 제조한 수용해성 수지 조성물 100중량%에 대하여, 헥사메틸레이티드-헥사메틸롤 멜라민(Hexamethylated-hexamethylol melamine)을 1~10중량%로 구성되며, 가변블록(23) 표면에 상기 피복 조성물의 두께가 10 내지 30㎛가 되도록 도포되고;
   주입기(80)의 단부에 구비된 노즐에는 오염 방지 도포용 조성물로 이루어진 도포층이 도포되되, 상기 오염 방지 도포용 조성물은 붕산 및 탄산나트륨이 1 : 0.01 ~ 1 : 2 몰비로 포함되어 있고, 상기 오염 방지 도포용 조성물은 상기 노즐에 스프레이 분사하여 도포되며, 상기 노즐의 최종 도포 두께는 500 ~ 2000Å이며;
   나사축(22)에는 나사산보호층이 형성되되, 상기 나사산보호층은 알루미나 분말 60중량%, NH₄Cl 30중량%, 아연 2.5중량%, 구리 2.5중량%, 마그네슘 2.5중량%, 티타늄 2.5중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 공장 고도창문 자동개폐장치.
   
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