KR101855728B1 - 사각 파이프 결합형 조립식 구들장 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 조립식 구들장 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사각 파이프 결합형 조립식 구들장 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 조립식 구들장에 관한 것으로, 특히 황토에 시멘트를 소량 혼합하고, 여기에 폴리머를 배합하여 건축시공에 적합하고, 기포발생 수단을 부가하여 강도가 보강되면서 무게를 대폭 낮추고 조립성을 극대화시키며, 옥을 투여하여 원적외선이 발산되도록하되 제작과정에서 원적외선을 체크하여 원적외선이 발산되지 않을 경우 적절한 조치를 강제하도록 구성하며, 특히 사각 파이프를 블록에 삽입시켜 상기 사각 파이프를 통해 열이 전달되도록하여 바닥면에 근접하는 파이프의 단면적을 넓힘으로서 열전달 효율을 극대화시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 사각 파이프 결합형 조립식 구들장 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 조립식 구들장에 관한 것이다.

Description

사각 파이프 결합형 조립식 구들장 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 조립식 구들장{Prefabricated floor stone}

본 발명은 사각 파이프 결합형 조립식 구들장 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 조립식 구들장에 관한 것으로, 특히 황토에 시멘트를 소량 혼합하고, 여기에 폴리머를 배합하여 건축시공에 적합하고, 기포발생 수단을 부가하여 강도가 보강되면서 무게를 대폭 낮추고 조립성을 극대화시키며, 옥을 투여하여 원적외선이 발산되도록하되 제작과정에서 원적외선을 체크하여 원적외선이 발산되지 않을 경우 적절한 조치를 강제하도록 구성하며, 특히 사각 파이프를 블록에 삽입시켜 상기 사각 파이프를 통해 열이 전달되도록하여 바닥면에 근접하는 파이프의 단면적을 넓힘으로서 열전달 효율을 극대화시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 사각 파이프 결합형 조립식 구들장 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 조립식 구들장에 관한 것이다.

일반적으로, 구들(혹은 온돌)은 한국 고유의 난방법으로, 추운 겨울을 나기 위해 구들고래를 만들고 고래 위에 구들장을 놓아 아궁이를 통하여 받아들인 열을 구들장에 저장했다가 서서히 복사열을 방출하여 방바닥이 따뜻해지도록 고안된 실내 난방 방식이다.

근래에는 상기한 재래형 구들방식이 보다 개선되어 물관을 바닥에 배치하고, 콘크리트를 타설하여 양생시킴으로써 난방을 하게 된다.

이러한 근래의 구들방식은 바닥면의 보온재층 상면에 물관을 지그재그 형상을 따라 배치하고, 철사 등으로 고정하여 물관이 유동되지 않도록 결속시킨 후 상면에 콘크리트를 타설하여 양생시킨다.

그러나, 이러한 종래의 구들방식은 물관을 배치한 후, 바닥에 철사등에 의하여 고정하여야 하고, 또한 철사 고정 후 콘크리트를 타설하여 양생시켜야 하므로 구들 설치 공정이 복잡하고 작업시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

또한, 물관의 누수 혹은 막힘 등으로 인하여 구들을 보수하여야 하는 경우, 바닥을 깨고 새로 구들을 설치하여야 하므로 보수가 어렵고 비용이 증가하는 문제점이 있다.

일반적으로 조립식 구들은 방바닥에 설치된 보일러의 온돌장치 및 전기장판을 대신하기 위하여 제안된 것으로 다수의 제품들이 제공되어 있으며 일례로서 등록번호 실1996-0000455호(조립식 전기구들장), 공개특허 10-2012-0133861가 있다.

상기 실1996-0000455호의 조립식 전기 구들장은 하부로 단열재(6)를 설치한 원적외선 히터(5)의 상부로 일측 표면에 바이오 세리믹층(2)을 설치한 온돌판(1)이 설치되어 상부가 개방된 틀체(8)내에 삽입 설치한 전기 구들장을 제공하고, 상기 원적외선 공개특허 10-2012-0133861는 히터(5)와 단열재(6)를 일측으로 전원 연결조인트(10)가 설치되도록 발열체케이스(4)내에 설치하고, 온돌판(1)의 표면에 상기 바이오세리믹층(2)과 일정한 간격으로 영구자석(3)을 설치 구성되어 있다.

그러나 상기한 종래의 전기 구들장은 바이오 세라믹과 영구자석의 효과만 볼수 있고 온돌판과 바이오세라믹층으로 인해 무게가 무거워 이동이 불편한 문제점이 있었다.

또한, 종래의 온돌 배관은 모두 원통형 파이프를 적용하기 때문에 바닥면에 접근되는 열면적이 적어서 열전달 효율이 극대화되지 못하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로, 황토에 시멘트를 소량 혼합하고, 여기에 폴리머를 배합하여 건축시공에 적합하고, 기포발생 수단을 부가하여 강도가 보강되면서 무게를 대폭 낮추고 조립성이 뛰어난 구들장을 제공하며, 동시에 제작과정에서 옥을 함유하도록하되 원적외선을 실시간 측정하여 미달시 경보를 출력함으로서 옥의 함유가 정확하게 이루어질 수 있도록 구성하고, 특히 직사각 형태의 파이프를 블록에 삽입 제작하여 조립하여 구들장이 완성되면서 동시에 바닥면과의 접촉면적이 극대화되어 열전달효율이 최적화도록 구성하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은, 1) 황토분말과, 시멘트와, 기포제와, 폴리머와, 옥과, 물을 준비하고, 순도 높은 황토를 채취하여서 이물질을 제거한 다음 일정한 입자를 갖는 분말로 분쇄시켜서 일정 입자의 분말 형태의 황토분말을 믹서에 투입하는 황토분말 투입단계와; 2) 상기 황토분말 중량대비 10 - 20중량%의 시멘트를 믹서에 투입하는 시멘트 투입 단계와; 3) 상기 황토분말 중량대비 5 - 10중량%의 기포제를 믹서에 투입하는 기포제 투입단계와; 4) 상기 황토분말 중량대비 1 - 2중량%의 폴리머를 믹서에 투입하는 폴리머 투입단계와; 5) 상기 황토분말 중량 대비 10 - 20중량%의 옥을 믹서에 투입하는 옥 투입단계와; 6) 상기 황토분말과 시멘트와 기포제와 폴리머와 옥을 물에 혼합하여 믹서에서 배합토를 제조하는 단계; 7) 상기 배합토를 블록 성형기로 운반하는 단계와; 8) 상기 블록 성형기의 내측에 구들장 블록 거푸집을 설치하되 그 내측 중앙에 사각 파이프를 고정하여 사각 파이프가 내장되는 구들장 블록을 생성하는 단계와; 9) 블록 성형기에서 배합토를 안정화시킨후 파레트로 출력하는 단계와; 10) 상기 배합토가 균열됨이 없도록 2-3일 자연건조시켜 상기 배합토가 건조되도록 하는 자연건조단계를 포함하여 이루어지고; 상기 믹서는, 내부의 원적외선을 체크하여 원하는 만큼의 원적외선이 방출되는지를 파악하기 위한 원적외선 센서(30)와; 상기 원적외선 센서의 측정결과를 분석하여 기준이하의 원적외선이 검출되는지를 판단하는 제어부(70)와; 상기 제어부의 제어에 따라 경보신호를 출력하는 에러신호 자동 출력부(100)를 포함하여 구성하고; 상기 에러신호 자동 출력부(100)는, 제조장치를 작동시키면 전원 제어부에 의해서 전원신호가 인가되는 전원부(101)와; 황토 혼합물에서 방사되는 원적외선의 방사수치가 기준이하이면 전원 회로를 스위칭시키는 원적외선 에러 출력부(102)와; 상기 원적외선 에러 출력부가 온 되어 전원 스위치가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력하는 발진 트랜스(103)와; 상기 발진 트랜스(103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 되는 릴레이 작동용 스위칭부(108)와; 상기 릴레이 작동용 스위칭부(108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시키는 릴레이 스위치(107)와; 상기 릴레이 스위치(107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와; 상기 릴레이 스위치(107)에 의해서 철편이 당겨지면서 에러신호 출력 제어부(140)에 전원이 공급되어 에러신호가 디스플레이 되도록 유도하는 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)와; 상기 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(107)가 작동한 것을 중단시키고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 에러신호가 출력되도록 유도하는 전원 유지용 스위칭부(118)를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 옥 투입단계는, 옥 제공용 호퍼(16)를 이용하되, 상기 옥 제공용 호퍼(16)는, 상기 믹서의 측면에 설치하되, 수직하게 설치되며 그 내부 공간부를 통해 옥을 공급하기 위한 제 1 옥 저장통(61)과, 상기 제 1 옥 저장통의 하부에 설치하되 경사지게 설치하며 제 1 옥 저장통을 통해 공급되는 옥을 믹서로 공급토록 믹서 몸체를 관통 설치하는 제 2 옥 저장통(62)과, 상기 제 1 옥 저장통(61)과 제 2 옥 저장통(62) 사이에 설치되어 옥의 투입량을 조절하는 옥 공급 조절나사(63)를 포함하여 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 옥 투입단계는, 옥 제공용 호퍼(16)를 이용하되, 상기 옥 제공용 호퍼(16)는, 상기 믹서의 측면에 설치하되, 수직하게 설치되며 그 내부 공간부를 통해 옥으 공급하기 위한 제 1 옥 저장통(61)과, 상기 제 1 옥 저장통의 하부에 설치하되 경사지게 설치하며 제 1 옥 저장통을 통해 공급되는 옥을 믹서에 공급토록 믹서 몸체를 관통 설치하는 제 2 옥 저장통(62)과, 상기 제 2 옥 저장통 일단에 형성되는 개폐공(60a)과, 상기 개폐공(60a)을 개폐하기 위한 개폐부(60b)가 일측단부에 형성된 스크류(60c)와, 상기 스크류(60c)를 회전시키기 위해 스크류(60c)의 타측에 설치되어 정,역회전되는 구동모터(64)와, 상기 구동모터의 회전에 따라 회전되는 스크류를 전후진되도록 전환하여 개폐공(60a)을 개폐할 수 있도록 스크류에 끼워지는 보스(60d)로 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 상기 제 1 옥 저장통(61)과 제 2 옥 저장통(62)은 투명 아크릴 재질로 구성되는 것이 특징이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 황토에 시멘트를 소량 혼합하고, 여기에 폴리머를 배합하여 건축시공에 적합하고, 기포발생 수단을 부가하여 강도가 보강되면서 무게를 대폭 낮추고 조립성이 뛰어난 구들장을 제공하며, 동시에 제작과정에서 옥을 함유하도록하되 원적외선을 실시간 측정하여 미달시 경보를 출력함으로서 옥의 함유가 정확하게 이루어질 수 있도록 구성하고, 특히 직사각 형태의 파이프를 블록에 삽입 제작하여 조립하여 구들장이 완성되면서 동시에 바닥면과의 접촉면적이 극대화되어 열전달효율이 최적화된 구들장을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 사각 파이프 결합형 구들장용 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 사각 파이프 결합형 구들장용 블록 다른 실시예도.
도 3은 본 발명의 사각 파이프 결합형 구들장용 블록 설치 예시도.
도 4는 본 발명의 사각 파이프 결합형 구들장용 블록 확대도.
도 5는 본 발명의 사각 파이프 결합형 구들장용 블록 다른 실시예도.
도 6은 본 발명의 사각 파이프 조립을 나타낸 개념도.
도 7은 본 발명의 사각 파이프 결합후 열출력되는 것을 설명하는 개념도.
도 8은 본 발명에 적용되는 구들장 옥 자동 공급부 작동 예시도.
도 9는 본 발명의 거푸집 제 1 실시예도.
도 10은 본 발명의 거푸집 제 2 실시예도.
도 11은 본 발명의 에러 신호 출력을 위한 구성블록도.
도 12는 본 발명의 에러신호 자동 출력부 회로 구성도.
도 13은 본 발명에 적용되는 구들장 옥 수동 공급부 구성도.
도 14는 본 발명에 적용되는 구들장 옥 수동 공급부 작동 예시도.
도 15는 본 발명에 적용되는 구들장 옥 자동 공급부 구성도.
도 16은 도 15의 요부 확대도.
도 17은 본 발명에 적용되는 구들장 옥 자동 공급부 작동 예시도.
도 18은 본 발명의 구들장 사진.
도 19는 본 발명의 시공후 사진.
도 20은 본 발명의 구들장 외부사진.
도 21은 본 발명의 구들장에 불을 지피는 사진.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 사각 파이프 결합형 구들장용 블록 구성도.

도 2는 본 발명의 사각 파이프 결합형 구들장용 블록 다른 실시예도.

도 3은 본 발명의 사각 파이프 결합형 구들장용 블록 설치 예시도.

도 4는 본 발명의 사각 파이프 결합형 구들장용 블록 확대도.

도 5는 본 발명의 사각 파이프 결합형 구들장용 블록 다른 실시예도.

도 6은 본 발명의 사각 파이프 조립을 나타낸 개념도.

도 7은 본 발명의 사각 파이프 결합후 열출력되는 것을 설명하는 개념도.

도 8은 본 발명에 적용되는 구들장 옥 자동 공급부 작동 예시도.

도 9는 본 발명의 거푸집 제 1 실시예도.

도 10은 본 발명의 거푸집 제 2 실시예도.

도 11은 본 발명의 에러 신호 출력을 위한 구성블록도.

도 12는 본 발명의 에러신호 자동 출력부 회로 구성도.

도 13은 본 발명에 적용되는 구들장 옥 수동 공급부 구성도.

도 14는 본 발명에 적용되는 구들장 옥 수동 공급부 작동 예시도.

도 15는 본 발명에 적용되는 구들장 옥 자동 공급부 구성도.

도 16은 도 15의 요부 확대도.

도 17은 본 발명에 적용되는 구들장 옥 자동 공급부 작동 예시도.

도 18은 본 발명의 구들장 사진.

도 19는 본 발명의 시공후 사진.

도 20은 본 발명의 구들장 외부사진.

도 21은 본 발명의 구들장에 불을 지피는 사진으로서,

먼저, 본 발명의 사각 파이프 결합형 구들장 블록을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 사각 파이프 결합형 구들장 블록은 사각 파이프를 구들장 블록의 내측 중앙에 삽입 설치하되 도 1에 도시한 바과 같이 구들장 블록의 외측으로 사각 파이프가 일정길이 돌출된 형태로 제작할 수도 있고, 도 2에 도시한 바와 같이 구들장 블록 내측에 완전히 삽입된 형태로 제작할 수도 있다.

본 발명은 상기 사각 파이프 결합형 구들장 블록을 조립 방법에 의해서 상호 결합시켜서 구들장 블록이 접촉되도록 구성하는바, 본 발명에서와 같이 사각 파이프를 구들장 블록에 삽입한 형태로 구들장을 제작하게 되면 두께를 대폭 낮출 수 있는 장점을 제공하게 된다.

즉, 구들장 블록에 원형 파이프를 삽입한다면 구들장 블록이 전체적으로 두꺼워질 수 밖에 없으며, 동시에 원형 파이프로부터 바닥면까지의 거리가 고르지 않고 차이가 있기 때문에 발생된 열이 구들장의 상부 바닥면까지 올라가는데 시간이 많이 걸리는 문제점이 있다.

그러나, 본 발명은 동일한 단면적을 갖는 파이프를 구들장 블록에 삽입한다고 할때 이를 직사각형태로 제작하여 삽입하기 때문에 매우 얇은 형태로 구들장 블록을 제작할 수 있을 뿐만 아니라 사각 파이프와 바닥면까지의 거리가 동일하기 때문에 사각 파이프의 내측 공간부를 통해 발생되는 열이 구들장의 상부 바닥면까지 알라가는데 시간이 적게 걸리게 된다.

즉, 본 발명은 직사각형 형태로 파이프를 제작하고 그 파이프를 구들장 블록에 삽입 설치하여 제작하는 개념이기 때문에 원형 파이프와 동일한 단면적을 갖도록 제작할때 매우 얇게 구들장 블록을 제작할 수 있게 되며, 이와 동시에 파이프를 통해 전달되는 열이 구들장 블록의 바닥면으로 신속하게 이동할 수 있어 매우 빠른 시간에 구들장 블록을 가열시킬 수 있게 된다.

본 발명은 도 6 내지 도 9에 도시한 바와 같이 사각 파이프가 연속적으로 결합되어 빠른 속도로 열전달이 가능하며, 상기 사각 파이프의 외측에 구들장 블록이 결합되면 본 발명의 사각 파이프 삽입형 구들장이 완성된다.

즉, 본 발명은 사각 파이프가 내장된 구들장 블록을 다수개 생산한 후에 시공 현장에서 상기 구들장 블록을 상호 조립하면서 설치하면 되며, 이러한 이유로 인하여 숙련된 시공자가 아닐지라도 보다 쉽게 구들장 시공이 가능하게 된다.

상기 구들장 블록에 삽입되는 사각 파이프는 일측을 약간 돌출시켜 다른 구들장 블록에 삽입 결합되면서 조립이 이루어지도록 구성하며, 상기와 같이 사각 파이프끼리 상호 결합하는 개념은 조립이 보다 쉽게 이루어지면서 한번 조립되면 쉽게 해체되지 않는 장점을 제공하게 된다.

이하에서, 본 발명에 투입되는 주요한 구성요소들을 설명하면 다음과 같다.

황토는 인류의 4대 문명의 발상지가 동일하게 황토지역으로 알려진바 와같이 인류가 필요한 조건 하에 있었음을 인지할 수 있다. 이는 황토가 생태계에 기여하 는 역할이 지대하다는 것은 미루어 짐작할만하다. 현금(現今)에도 해양적조현상에 황토를 투입하여 적조현상의 학산을 저지하고 있으며 또한 황폐된 논(沓)에도 객토라 하여 황토를 주입하여 논의 지질을 교정하고있다. 옛날 우리나라의 솥걸이 부뚜막의 황토는 복룡간(伏龍肝)이라 하여 부인병, 중풍, 설사, 이질, 소나 말에 옴이나 종기가난 곳에 의료용으로 이용한 사실은 의서인 한약집성방, 동의보감등에 기술되어있다. 또한 산삼과 송이버섯은 황토땅이 아니면 자라지 않는다. 이러한 생기를 갖는 황토를 우리 선조들은 적절하게 잘 이용해왔다.

황토는 습도가 높을 때 습기를 흡수해주고 건조할 시에는 습기 발산을 함으로써 사용자 주변의 습도를 자동적으로 조절해 주는 기능을 가지며, 음식냄새, 담배냄새 등 기타 유해한 냄새를 신속히 흡수함으로써 탈취효과가 우수하며, 곰팡이 및 인체에 유해한 각종 균류의 서식을 방지하며, 인체에 유해한 물질인 강알칼리성분을 흡수하며 중화시켜 주는 기능을 갖는다.

또한, 황토는 인체에 유익한 미생물이 살아 숨 쉬면서 주변 환경을 정화시켜 줌과 동시에 인체의 혈액순환을 촉진시키고 신진대사를 촉진시키며 세포기능을 활성화시키고 생육을 촉진하는 작용을 하는 원적외선을 방출하는 우수한 효과가 있음이 알려져 있다.

본 발명에 적용되는 황토의 결정구조 및 형상의 분류는 카올린 광물에 근접한다. 카올린광물은 점토광물을 대표하는 광물로써 황토의 주요성분 광물로 황토속에 많이 함유되어 있고, 주된 카올린 광물은 고령토라 불리는 카올린(Kaolin)이다. 우리나라 카올린은 거의 모두 할로이사이트(halloysite)로 되어있으며, 대부분 관상(管狀) 결정체로 되어있다. 황토는 고령토층의 표토로서 Fe₂O₃ 를 7∼15% 정도로 많이 함유하고 있는 특징을 가지고 있으며, 색상은 적갈색으로 내화도가 낮아 내화물, 도자기공업에 이용되지 못하는 저급의 고령토이다.

할로이사이트(Halloysite)의 기본조성은 카올린나이트(Kaolinite)와 같지만 과잉의 수분을 함유하여 Al₂O₃ ·2SiO₂ ·4H₂O로 되어 있으며 결정도가 낮은 광물이다. 카올린족 광물은 모두 층상의 규산염 구조를 가지고 있다. 즉, [SiO₄ ]^-4 사면체가 정점을 서로 연결하여 이차원적으로 넓혀진 육각 망목상이 Si-O층을 골격으로 하고, 나머지 한 개의 정점은 그 층상격자 사이에 들어가는 Al 이온이 O^2- 나 OH^- 를 6배위한 팔면체층과 결합되어 있다. 본 발명에서는 황토는 하동옥종지역의 광산원광을 250℃로 건조한 후 분쇄가공한분말이며, 할로이사이트(Halloysite)가 주광물이고, α-Quartz가 2차상으로 존재하며, Fe₂O₃ 가 7%이상 함유하고 있으며 평균입경은 10∼30㎛이다.

한편, 시멘트란 일반적으로 토목·건축용의 무기질 결합경화제를 의미하고 더 넓게는 물질과 물질을 접착하는 물질을 지칭하며, 시멘트의 주성분은 석회·실리카·알루미나·산화철 등으로 이루어져서 이것들을 함유한 원료를 적당한 비율로 혼합하여 그 일부를 용융·소성시킨 클링커에 적당량의 석고를 가하여 분말화하여 만든 것으로 석고(CaSO4.2H2O) 중의 황산기(SO4- )에 의한 유해성을 가지므로 본원에서는 시멘트에 비해 상대적으로 독성이 낮은 백 시멘트를 사용하고자 하였다.

백 시멘트(white cement)란 원료로서 철분이 적은 백색점토와 석회석을 사용하고 연료에는 중유 등을 사용해서 만든 시멘트로서, 시멘트를 제조하는 데 있어 원료의 철분을 제거하고, 소성할 때는 매연이 적은 석유 연료를 사용하며, 분쇄는 철구 대신 경질석재 또는 자기를 사용하는 등, 시멘트의 회색을 내는 원인물질을 제거하여 흰색으로 만들어져서 주로 외장모르타르 등에 쓰이는 재료로서 본원에서 는 일반 시멘트 대신 황토와 백 시멘트의 배합물을 사용하여 황토의 결합력을 높여줄 수 있는 사실을 확인할 수 있었다.

본 발명의 기포제를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 지방산 알콜에 상기의 수산화알루미늄과 황산알루미늄을 혼합함으로써, 상기의 알루민산삼석회와의 반응을 촉진시켜 수화반응의 초기에 조강성을 발휘하도록 한 것이다. 이것은 구들장의 제조에 있어서 초기에 신속히 소정의 강도를 부여함으로써, 조강성을 얻음과 동시에, 기포의 소멸에 따른 소포성을 최소화시키기 위한 것이기도 하다. 또한, 상기의 성분들은 팽창성 광물인 에트링자이트(ettringite)를 생성함으로써, 구들장의 건조수축현상을 감소시켜 궁극적으로는 균열발생을 방지하는데 기여하기 위한 것이기도 하다.

또한, 본 발명은 기포의 발생을 안정화시키기 위하여, 폴리비닐알콜과 식물성오일을 사용한다. 구들장에 있어서, 발생된 기포가 미세하면 미세할수록, 그리고 그 기포가 균일하면 균일할수록, 기포에 의한 경량화와 단열성을 향상시킬 수 있다. 본 발명은 이러한 구들장에 관한 것으로, 무엇보다도 기포의 발생과 그 안정화를 기하기 위한 것이므로, 상기의 성분을 사용함으로써 발생되어진 기포(Air bubble)가 금속 이온에 의하여 소포되어지는 것을 방지하고, 기포의 안정화 반응을 유지하기 위한 것이다. 기포의 안정화를 위해서는 동물성 오일보다는 식물성 오일을 사용한다. 식물성오일은 정제된 것이 바람직하다. 또한, 상기의 식물성 오일로서는 코코넛 오일이 가장 바람직하다.

또한, 본 발명은 전체 혼합물에 대하여, 포름알데히드 0.5 내지 5 중량% 를 사용한다. 상기의 포름알데히드를 사용하는 것은 상기의 기포제를 장기간 보관시에도 그 성능을 변함없이 계속 유지할 수 있도록 하기 위함이다. 다시 말하면, 상기의 기포제 중에서 지방산 알콜이나 식물성 오일은 구들장을 제조한 다음 일정기간(예컨대, 약 3개월 정도)이 지나면, 부패현상이 일어나 악취가 나고 품질이 떨어지게 되므로, 이를 방지하기 위한 방부제의 기능을 수행하도록 한 것이다.

통상적으로 상기의 범위에 미치지 못하거나 초과할 경우엔, 방부제로서의 성능이 미약하거나 과도하므로, 상기의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 전체 혼합물에 대하여, 2가 알콜로서의 글리콜 성분 0.5 내지 5 중량% 를 더욱 포함할 수 있다. 본 발명에있어서, 상기의 글리콜 성분을 사용하는 것은 기포의 안정화를 더욱 향상시켜주기 위한 것이다. 기포제의 특성은 고압의 공기에 의해 미세한 기포가 발생되는 것인데, 구들장의 혼합과정에서 황산알루미늄과 같은 금속이온이 함유되어 있으면, 생성된 기포가 상기 금속이온에 의해 파괴되어 쉽게 소포현상을 일으키게 되고, 이로 인하여 발포력이 약해지게 되므로, 결국 구들장의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 상기의 글리콜 성분을 사용함으로써 금속이온의 반응성을 약화시켜 생성된 기포를 안정화시키는 역할을 수행하도록 하는 것이다. 상기의 글리콜 성분으로서는 에틸렌 글리콜과 폴리 에틸렌 글리콜을 예시할 수 있으며, 폴리에틸렌 글리콜이 더욱 바람직하다.

한편 본 발명의 구성요소중 하나인 옥의 특성에 개략적으로 살펴본다.

옥은 치밀하고 경질(硬質)이며 투명하여 아름답게 빛나고 연마하여 광택이 나는 것을 말하는 것으로서, 광물학적으로연옥은 각섬석의 일종이며 경옥은 알칼리휘석의 일종이다.

연옥은 유백색인 것이 많으며, 녹색 ·황색 ·홍색 등도 있고, 경옥은 녹색 ·백색이다. 색에 따라 여러 가지 명칭이 있으나 백옥과 비취(翡翠)가 대표적인 것이다. 고대로부터 동양에서 귀히 여겨 왔으며 세공하여 장식석 ·옥기(玉器)로서 사용되어 왔을 뿐만이 아니라 인체에 유익한 원적외선 방사율이 높아 각종 의료보조장치 및 기구에 활용되고 있다.

또한 옥은 예로부터 인체에 필요한 광물인 칼슘, 마그네슘 등을 포함하고 있고 인체 세포 역시 마그네슘이 필수구성 성분인 까닭에 옥에서 발산하는 게르마늄 파장은 인체에 골고루 침투하여 산소를 빠르게 조직에 공급, 신진대사를 활성화시키고 혈액의 알칼리화를 촉진시키는 한편, 모든 발병인자인 바이러스성 질환에 대응하는 인터페론을 체내에 자연생성시켜 자연 치유력을 높여 주는 물질이다.

상기 옥에서 발산되는 원적외선(元赤外線)은 파장이 25㎛ 이상인 적외선, 즉 적외선 중 파장이 긴 것을 말한다. 원적외선을 포함한 적외선은 눈에 보이지 않고 물질에 잘 흡수되며 유기화합물 분자에 대한 공진 및 공명 작용이 강한 것이 특징이다.

또 빛은 일반적으로 파장이 짧으면 반사가 잘 되고, 파장이 길면 물체에 도달했을 때 잘 흡수되는 성질이 있으므로 침투력이 강해서 사람의 몸도 이 적외선을 쬐면 따뜻함을 느끼게 된다. 이러한 열작용은 각종 질병의 원인이 되는 세균을 없애는데 도움이 되고, 모세혈관을 확장시켜 혈액순환과 세포조직 생성에 도움을 준다. 또 세포를 구성하는 수분과 단백질 분자에 닿으면 세포를 1분에 2,000번씩 미세하게 흔들어줌으로써 세포조직을 활성화하여 노화방지, 신진대사 촉진, 만성피로등 각종 성인병을 예방하는 역할을 한다.

그밖에도 발한작용 촉진, 통증완화, 중금속 제거, 숙면, 탈취, 방균, 곰팡이 번식방지, 제습, 공기정화 등의 효과가 있어 주택 및 건축자재, 주방기구, 섬유, 의류, 침구류에는 물론 의료기구, 찜질방 등의 여러 분야에 쓰이고 있다.

본 발명의 구들장 주택은 기본적으로 가열장치(1)와, 난방 파이프(2)와, 구들장(3)으로 이루어지며, 상기 구들장(3)은 난방 파이프(2)가 결합되어 있어 가열장치로부터 공급되는 열기가 난방 파이프(2) 및 구들장(3)을 통해 방사되도록 구성된다.

본 발명의 구들장을 제조하기 위한 제조장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

황토를 제공하기 위해 황토를 저장한 황토 제공용 호퍼(11)와;

시멘트를 제공하기 위해 시멘트를 저장한 시멘트 제공용 호퍼(12)와;

기포제를 제공하기 위해 기포제를 저장한 기포제 제공용 호퍼(13)와;

폴리머를 제공하기 위해 폴리머를 저장한 폴리머 제공용 호퍼(14)와;

옥을 제공하기 위해 옥을 저장한 옥 제공용 호퍼(16)와;

물을 제공하기 위해 물을 저장한 물 제공용 호퍼(15)와;

상기 황토 제공용 호퍼(11)로부터 황토를 제공받고, 시멘트 제공용 호퍼(12)로부터 시멘트를 제공받으며, 기포제 제공용 호퍼(13)로부터 기포제를 제공받고, 폴리머 제공용 호퍼(14)로부터 폴리머를 제공받고, 옥 제공용 호퍼(16)로부터 옥을 제공받으며, 물 공급통(15)으로부터 물을 제공받아 이들을 혼합한후 황토반죽을 출력하기 위한 믹서(20)와;

상기 믹서의 상부 일단에 설치되며, 믹서 내부의 원적외선을 체크하여 원하는 만큼의 원적외선이 방출되는지를 파악하기 위한 원적외선 센서(30)와;

상기 믹서로부터 출력되는 황토 반죽을 입력받으며, 제작된 금형의 형태에 따라 진동과 압력으로 압축 성형시키는 블록성형기(40)와;

상기 블록성형기의 내측에 설치되며 직사각형 박스 형태의 거푸집을 구비하되 그 내측 중앙에 사각 파이프를 고정하여 사각 파이프가 내장되는 구들장 블록을 생성하는 구들장 블록 거푸집(41)과;

상기 블록 성형기의 하부에 위치하며 블록 성형기로부터 낙하되는 구들장 블록 거푸집을 컨베이어를 통해 이동시키기 위한 파레트(50)와;

상기 원적외선 센서의 측정결과를 분석하여 기준이하의 원적외선이 검출되는지를 판단하는 제어부(70)와;

상기 제어부의 제어에 따라 경보신호를 출력하는 에러신호 출력부(100)를 포함하여 구성한다.

또한, 본 발명의 옥 저장용 호퍼(16, 60)를 보다 상세히 설명하면, 수직하게 설치되는 제 1 옥 저장통(61)과 상기 제 1 옥 저장통(61)의 하부에 설치하되 경사지게 설치하며 믹서로 관통 설치하는 제 2 옥 저장통(62)으로 이루어지며, 상기 제 옥 저장통(61)을 이용하여 옥(16a)을 공급하면 제 2 옥 저장통(62)을 통해 믹서에 떨어지게 된다. 또한, 본 발명은 옥 공급을 조절하는 공급 조절나사(63)를 더 부가 설치하여 옥의 투입량을 조절할 수 있는바, 제 1 옥 저장통(61)과 제 2 옥 저장통(62) 사이에 옥 공급 조절나사(63)를 더 설치하여 상기 옥 공급 조절나사(63)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시켜 옥의 투입량을 제한할 수 있다. 설명의 편의상 호퍼를 16 또는 60으로 기재하며, 동일한 것임을 밝혀둔다.

즉, 제 1 옥 저장통에 담기는 옥(16a)은 옥 공급 조절나사(63)를 통해 제 2 옥 저장통(62)으로 인입되고, 이후 상기 제 2 옥 저장통(62)으로 인입된 옥은 믹서의 내부로 공급되는바, 이때 상기 옥 공급 조절나사(63)를 손으로 돌려서 옥의 투입을 조절할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 옥 공급 조절나사(63)를 시계방향으로 돌리면 옥 공급 조절나사가 전진하면서 옥 공급 조절 영역이 폐쇄하게 되어 옥의 공급을 중단시키고, 상기 옥 공급 조절나사(63)를 반시계방향으로 돌리면 옥 공급 조절나사가 후진하면서 옥 공급 조절영역이 오픈시키게 되어 옥의 공급을 촉진시키게 된다.

이에 따라 본 발명을 이용하게 되면 제 1 옥 저장통(61)에 옥(16a)을 대량 비축해 놓은 상태에서 옥 공급 조절나사(63)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시켜 옥(16a)의 공급량을 쉽게 조절할 수 있어 믹서에 제공되는 옥 투입량을 손쉽게 조절할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 옥 공급을 조절하는 옥 자동 공급 조절부(60b, 60c, 60d)를 더 부가 설치하여 옥(16a)의 투입량을 조절할 수 있는바, 제 1 옥 저장통(61)과 제 2 옥 저장통(62) 사이에 옥 자동 공급 조절부(60b, 60c, 60d)를 더 설치하고, 상기 옥 자동 공급 조절부(60b, 60c, 60d)의 후단에 공급 조절용 스크류 모터(64)를 더 설치하여 상기 옥 공급 조절용 스크류 모터(64)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시켜 옥의 투입량을 제한할 수 있다.

즉, 제 1 옥 저장통(61)에 담기는 옥(16a)은 옥 공급 조절부(60b, 60c, 60d)를 통해 제 2 옥 저장통(62)으로 인입되고, 이후 상기 제 2 옥 저장통(62)으로 인입된 옥은 믹서 내부로 공급되는바, 이때 상기 옥 자동 공급 조절부(60b, 60c, 60d)에 설치되는 옥 공급 조절용 스크류 모터(64)를 회전시켜 옥의 공급을 조절할 수 있는 것이다.

보다 상세하게는 제 2 옥 저장통(62)에 형성되는 개폐공(60a)과, 상기 개폐공(60a)을 개폐하기 위한 개폐부(60b)가 일측단부에 형성된 스크류(60c)와, 스크류(60c)를 회전시키기 위해 스크류(60c)의 타측에 설치되어 정/역회전되는 구동모터(64)와, 구동모터(64)의 회전에 따라 회전되는 스크류(60c)를 전후진되도록 하여 제 2 옥 저장통(62)의 개폐공(60a)을 개폐할 수 있도록 스크류(60c)에 끼워지는 보스(19)로 구성된다.

본 발명의 동작을 살펴보면 구동모터(64)를 구동하게 되면, 그 모터(64)의 구동에 의해 모터(64)에 연결 설치되는 스크류(60c)가 역회전하게 된다. 상기 모터(64)의 구동에 따라 역회전되는 스크류(60c)는 스크류(60c)에 끼워지는 보스(60d)에서 회전하면서 후진하게 되고, 상기 스크류(60c)가 후진함에 따라 일측단부에 형성되는 개폐부(60b)가 개폐공(60a)에서 후진하게 되어 옥이 유동할 수 있는 상태가 된다.

또한, 원하는 만큼의 옥 이동이 완료되어 개폐공을 폐쇄하고자 하는 경우에도 구동모터(64)를 구동하게되면, 그 모터(64)의 구동에 의해 모터(64)에 연결 설치되는 스크류(60c)가 정회전하게 된다. 상기 모터(64)의 구동에 따라 정회전되는 스크류(60c)는 스크류(60c)에 끼워지는 보스(60d)에서 회전하면서 전진하게되고, 상기 스크류(60c)가 전진함에 따라 일측단부에 형성되는 개폐부(60b)가 개폐공(60a)에서 전진하게 되어 개폐공(60a)은 폐쇄되게 되며, 이에 따라 옥의 이동이 정지된다.

이에 따라 본 발명을 이용하게 되면 제 1 옥 저장통(61)에 옥을 대량 비축해 놓은 상태에서 옥 자동 공급용 구동모터(64)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시켜 옥의 공급량을 쉽게 조절할 수 있어 믹서에 제공되는 옥 투입량을 손쉽게 조절할 수 있게 된다.

상기 제 1 옥 저장통과 제 2 옥 저장통은 투명 아크릴 재질로 구성하여 외부에서 쉽게 옥의 이동상황을 인지할 수 있도록 구성함이 바람직하다. 그래야만 옥의 유동을 제어시에 정확하게 옥이 이동하는지 아니면 멈춰있는지 용이하게 파악할 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명은 옥의 함량을 실시간으로 추출하여 옥의 함량이 기준이하일 경우 경보신호를 출력함으로서 필요한 농도의 옥을 반드시 삽입하도록 하였다.

한편, 본 발명은 최종적으로 제작된 믹서의 일단에 설치되어 원적외선을 센싱하는 원적외선 센서(30)와, 상기 원적외선 센서(30)으로부터 원적외선 데이터를 입력받아 분석하는 제어부(70)와, 원적외선 수치가 기준이하로 내려가면 상기 제어부로부터 제어신호를 인가받아 에러신호를 디스플레이하는 에러신호 자동 출력부(100)를 더 포함하여 구성한다.

즉, 본 발명은 원적외선 센서(30)로부터 원적외선을 체크하여 제어부(70)에 전송하며, 제어부(70)는 원적외선 수치가 기준이하이면 에러신호 자동 출력부(100)를 통해 계속적인 경보신호를 출력하여 사용자로 하여금 원적외선 방사 정도를 반드시 체크하도록 유도한다.

본 발명에 적용되는 상기 원적외선 센서(30)는 광기전력 효과나 광도전 효과를 이용한 양자형과 열기전력 효과나 초전 효과를 이용한 열형으로 나누어지며 본 발명에서 원적외선 센서(30)는 센서의 냉각이 필요하지 않은 초전형 원적외선 센서가 사용된다.

상기 초전형 원적외선 센서(30)는 초전 물질의 초전 특성을 이용한 것으로 모든 물체에서 방출되는 적외선 에너지를 검출하는 센서이다.

여기서 초전 특성이란 PZT(지르콘산티탄산납) 등의 결정 구조의 온도 변화에 대응하여 표면 전하가 변화하는 특성이다.

상기 초전형 원적외선 센서(30)에 사용되는 필터(창재)로는 실리콘, 폴리에틸렌, 석영 유리 등이 사용되고, 초전형 원적외선 센서(30)의 종류로는 PZT계, LiTaO₃ 계(탄탈산리튬), PVF₂ , PbTaO₃ 등이 있다.

본 발명의 에러신호 자동 출력부(100)의 구성을 상펴보면 다음과 같다.

회로 전원부(101)와, 원적외선 에러 출력부(102)와, 발진 트랜스(103)와, 릴레이 작동용 스위칭부(108)와, 릴레이 스위치(107)와, 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와, 통신 단말기 전원 스위치(sw2)와, 전원 유지용 스위칭부(118)을 포함하여 이루어진다.

상기 전원부(101)는 구들장 제조장치를 작동시키면 전원 제어부에 의해서 전원신호가 인가된다.

상기 원적외선 에러 출력부(102)는 황토 혼합물에서 방사되는 원적외선의 방사수치가 기준이하이면 전원 회로를 스위칭시킨다.

상기 발진 트랜스(103)는 전원 스위치가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력한다.

상기 릴레이 작동용 스위칭부(108)는 발진 트랜스(103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 된다.

상기 릴레이 스위치(107)는 릴레이 작동용 스위칭부(108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시킨다.

상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)는 릴레이 스위치(107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행한다.

상기 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)는 릴레이 스위치(107)에 의해서 철편이 당겨지면서 에러신호 출력 제어부(140)에 전원이 공급되어 에러신호가 디스플레이 되도록 유도하는 역할을 한다.

상기 전원 유지용 스위칭부(118)는 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(107)가 작동한 것을 중단시킨다. 그리고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 에러신호가 출력되도록 유도한다.

이하에서 에러신호 자동 출력부(100)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 원적외선 에러 출력부(102)가 온 되면 직류 전원이 연결되어 발진 트랜스에 전원이 인가되고, 발진 트랜스의 2차측에 높은 전압이 인가된다.

2차측에 유기된 전원은 정류다이오드를 통해 반파의 직류 전원이 되고, 이 반파 직류전원은 콘덴서의 충방전 작용으로 인하여 보다 안정된 직류 전원이 된다.

이 직류 전원은 릴레이 스위치(107)의 코일을 거쳐 사이리스터의 애노드단에 인가되고, 한편 이 직류 전원은 저항을 통해 콘덴서에 충전작용을 하게 된다. 상승된 전압은 다이악을 통과하면서 릴레이 작동용 스위칭부(108)를 트리거하여 에노드단과 케소드단이 스위칭되어 릴레이 스위치의 동작이 이루어지도록하고, 이에 따라 릴레이 스위치(107)의 작동으로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)가 온 되면서 에러신호 출력 제어부(140)에 전원이 인가되어 에러신호가 디스플레이 된다.

상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 작동하면 전원 유지용 스위칭부(118)의 베이스단을 활성화시키면서 전원 유지용 스위칭부(118)의 에미터단 및 콜렉터단에 폐회로를 유도하여 트랜스로 향하는 전원을 오프시키게 된다.

즉, 저항(109)과 콘덴서(110) 사이의 전압이 다이오드(120)를 통해 전원 유지용 스위칭부(118)의 에미터 단자 및 콜렉터 단자 사이로 흘러 바이패스되며 이 바이패스에 의한 저항과 콘덴서 사이의 전압이 낮아지게 되고, 이렇게 저항과 콘덴서 사이의 전압이 낮아지게 되면 릴레이 작동용 스위칭부(108)로 향하는 트리거 신호를 멈추게 되어 에노드단과 케스단이 오프되면서 릴레이 스위치(107)에 전류가 흐르지 않아서 스위칭을 위해 계속 전원이 공급되는 것을 멈추게 된다.

한편, 만약 작업자가 에러신호가 출력되는 도중에 제 1 회로 연결 스위치 및 에러신호 출력용 전원 스위치를 오프시키게 되면 폐회로의 전류 흐름이 없게 되고 이에 따라 전원 유지용 스위칭부의 에미터단과 베이스단 사이에 흐르는 바이어스 전압이 사라져서 전원 유지용 스위칭부(118)가 오프된다.

상기 전원 유지용 스위칭부(118)가 오프되면서 다이오드(120)를 통한 저항과 콘덴서 사이의 바이패스 전압이 없어지고 이 전압은 콘덴서(110)에 충전된다.

이 충전된 전압이 다이악(111)의 브레이크 오버 현상을 이르키게 되고 다이악에서 트리거 신호를 보조 스위치 작동용 스위칭부(108)로 출력하여 철편을 이동시키면서 폐회로를 유지시키고 동시에 에러신호 제어부(140)로 출력되는 전원을 복귀시켜 계속적으로 에러신호 디스플레이부(150)를 작동시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 에러요인을 치유하지 않으면 계속적으로 경고음을 출력시키도록하여 반드시 에러요인을 치유한 다음에 구들장 제조장치를 운용할 수 있도록 유도한다.

본 발명은 다음 단계를 통해 제작된다.

1) 황토분말과, 시멘트와, 기포제와, 폴리머와, 옥과, 물을 준비하고, 순도 높은 황토를 채취하여서 이물질을 제거한 다음 일정한 입자를 갖는 분말로 분쇄시켜서 일정 입자의 분말 형태의 황토분말을 믹서에 투입하는 황토분말 투입단계와;

2) 상기 황토분말 중량대비 10 - 20중량%의 시멘트를 믹서에 투입하는 시멘트 투입 단계와;

3) 상기 황토분말 중량대비 5 - 10중량%의 기포제를 믹서에 투입하는 기포제 투입단계와;

4) 상기 황토분말 중량대비 1 - 2중량%의 폴리머를 믹서에 투입하는 폴리머 투입단계와;

5) 상기 황토분말 중량 대비 10 - 20중량%의 옥을 믹서에 투입하는 옥 투입단계와;

6) 상기 황토분말과 시멘트와 기포제와 폴리머와 옥을 물에 혼합하여 믹서에서 배합토를 제조하는 단계;

7) 상기 배합토를 블록 성형기로 운반하는 단계와;

8) 상기 블록 성형기의 내측에 구들장 블록 거푸집을 설치하되 그 내측 중앙에 사각 파이프를 고정하여 사각 파이프가 내장되는 구들장 블록을 생성하는 단계와;

9) 블록 성형기에서 배합토를 안정화시킨후 파레트로 출력하는 단계와;

10) 상기 배합토가 균열됨이 없도록 2-3일 자연건조시켜 상기 배합토가 건조되도록 하는 자연건조단계를 포함하여 이루어진다.

여기에서, 시멘트를 10중량%이하로 배합시키면 충분한 강도가 나오지 않게 되고, 20중량%이상으로 배합시키면 강도는 좋아지지만, 시멘트가 과다 사용되어 본 발명에서 추구하고자 하는 친환경 소재와 어울리지않게 되므로 20%이하만 사용하기로 하였다.

다음으로, 폴리머는 기본흙 중량대비 1 - 2%가 혼합된다. 이때, 폴리머는 기본흙, 왕겨 및 시멘트와 함께 섞는다.

폴리머란 사전적 의미로는 중합반응에 의해 생성된 합성고분자물질로 그 종류는 수천가지가 있다. 그중에서 본 발명에 사용된 중합체는 아크릴계열의 폴리머로써 본 발명에서 그 기능은, 1) 흙이 갖는 구조적 결함인 입자간의 간극이 커 물이 침투하였을때 부서지는 문제를 폴리머라는 매체를 이용하여 결속을 강화하였다. 2) 흙의 입자 사이에 있는 시멘트계열이 물과 화학반응하여 강도를 증진시킨 후 남은 물이 급격히 증발하는데 이때, 바닥재에 균열이 발생하며, 그 정도에 따라 강도가 현저히 낮게 나타난다. 따라서 폴리머는 흙입자사이에서 입자간 연결하는 막을 형성하여 물의 증발시간을 억제하여 바닥재에 균열을 방지함은 물론 강도를 증진하는 역할을 한다.

본 발명은 다음 단계를 통해 제작된다.

순도 높은 황토를 채취하여서 이물질을 제거한 다음 일정한 입자를 갖는 분말로 분쇄시켜서 일정 입자의 분말 형태의 황토분말을 제조하는 황토분말 준비하여 투입하고, 상기 황토분말 중량 5 - 10중량%의 기포제를 준비하여 투입하며, 상기 황토분말 중량대비 1 - 2중량%의 폴리머를 준비하여 투입하고, 황토분말 중량대비 10 - 20중량%의 옥을 준비하여 투입하며, 상기 황토분말과 시멘트와 기포제와 옥과 폴리머를 물과 혼합하여 배합토를 제조하고, 상기 배합토를 블록 성형기에 이송시킨후 상기 블록 성형기에서 패널용 형틀에 배합토를 공급하여 채우며, 상기 배합토가 균열됨이 없도록 2-3일 자연건조시켜 상기 황토반죽이 건조되도록 하는 자연건조시킨다.

여기에서, 시멘트를 10중량%이하로 배합시키면 충분한 강도가 나오지 않게 되고, 20중량%이상으로 배합시키면 강도는 좋아지지만, 시멘트가 과다 사용되어 본 발명에서 추구하고자 하는 친환경 소재와 어울리지않게 되므로 20%이하만 사용하기로 하였다.

다음으로, 폴리머는 기본흙 중량대비 1 - 2%가 혼합된다. 이때, 폴리머는 기본흙, 왕겨 및 시멘트와 함께 섞는다.

폴리머란 사전적 의미로는 중합반응에 의해 생성된 합성고분자물질로 그 종류는 수천가지가 있다. 그중에서 본 발명에 사용된 중합체는 아크릴계열의 폴리머로써 본 발명에서 그 기능은, 1) 흙이 갖는 구조적 결함인 입자간의 간극이 커 물이 침투하였을때 부서지는 문제를 폴리머라는 매체를 이용하여 결속을 강화하였다. 2) 흙의 입자 사이에 있는 시멘트계열이 물과 화학반응하여 강도를 증진시킨 후 남은 물이 급격히 증발하는데 이때, 바닥재에 균열이 발생하며, 그 정도에 따라 강도가 현저히 낮게 나타난다. 따라서 폴리머는 흙입자사이에서 입자간 연결하는 막을 형성하여 물의 증발시간을 억제하여 구들장의 균열을 방지함은 물론 강도를 증진하는 역할을 한다.

11: 황토 제공용 호퍼
12: 시멘트 제공용 호퍼
13: 기포제 제공용 호퍼
14: 폴리머 제공용 호퍼
16: 옥 제공용 호퍼
15: 물 제공용 호퍼
20: 믹서
30: 원적외선 센서
40: 블록성형기
50: 파레트
70: 제어부
100: 에러신호 자동 출력부

Claims (5)

1) 황토분말과, 시멘트와, 기포제와, 폴리머와, 옥과, 물을 준비하고, 순도 높은 황토를 채취하여서 이물질을 제거한 다음 일정한 입자를 갖는 분말로 분쇄시켜서 일정 입자의 분말 형태의 황토분말을 믹서에 투입하는 황토분말 투입단계와;
2) 상기 황토분말 중량대비 10 - 20중량%의 시멘트를 믹서에 투입하는 시멘트 투입 단계와;
3) 상기 황토분말 중량대비 5 - 10중량%의 기포제를 믹서에 투입하는 기포제 투입단계와;
4) 상기 황토분말 중량대비 1 - 2중량%의 폴리머를 믹서에 투입하는 폴리머 투입단계와;
5) 상기 황토분말 중량 대비 10 - 20중량%의 옥을 믹서에 투입하는 옥 투입단계와;
6) 상기 황토분말과 시멘트와 기포제와 폴리머와 옥을 물에 혼합하여 믹서에서 배합토를 제조하는 단계;
7) 상기 배합토를 블록 성형기로 운반하는 단계와;
8) 상기 블록 성형기의 내측에 구들장 블록 거푸집을 설치하되 그 내측 중앙에 사각 파이프를 고정하여 사각 파이프가 내장되는 구들장 블록을 생성하는 단계와;
9) 블록 성형기에서 배합토를 안정화시킨후 파레트로 출력하는 단계와;
10) 상기 배합토가 균열됨이 없도록 2-3일 자연건조시켜 상기 배합토가 건조되도록 하는 자연건조단계를 포함하여 이루어지고;

상기 믹서는,
내부의 원적외선을 체크하여 원하는 만큼의 원적외선이 방출되는지를 파악하기 위한 원적외선 센서(30)와; 상기 원적외선 센서의 측정결과를 분석하여 기준이하의 원적외선이 검출되는지를 판단하는 제어부(70)와; 상기 제어부의 제어에 따라 경보신호를 출력하는 에러신호 자동 출력부(100)를 포함하여 구성하고;
상기 에러신호 자동 출력부(100)는,
제조장치를 작동시키면 전원 제어부에 의해서 전원신호가 인가되는 전원부(101)와;
황토 혼합물에서 방사되는 원적외선의 방사수치가 기준이하이면 전원 회로를 스위칭시키는 원적외선 에러 출력부(102)와;
상기 원적외선 에러 출력부가 온 되어 전원 스위치가 온 되면 전기가 공급되어 승압된 교류 전류를 출력하는 발진 트랜스(103)와;
상기 발진 트랜스(103)의 출력단에 연결되어 전기적 공급에 의해서 온 되는 릴레이 작동용 스위칭부(108)와;
상기 릴레이 작동용 스위칭부(108)의 출력단에 설치되며 자기력을 발생시키는 릴레이 스위치(107)와;
상기 릴레이 스위치(107)에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와;
상기 릴레이 스위치(107)에 의해서 철편이 당겨지면서 에러신호 출력 제어부(140)에 전원이 공급되어 에러신호가 디스플레이 되도록 유도하는 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)와;
상기 제 1 회로 연결 스위치와 베이스단이 연결되고 에미터단 및 콜렉터단이 발진 트랜스(103) 및 릴레이 작동용 스위칭부(108)에 연결되며, 릴레이 작동용 스위칭부(108)의 작동으로 철편이 당겨지면서 폐회로를 형성하면서 스위칭이 온 되어 이후 릴레이 스위치(107)가 작동한 것을 중단시키고, 이때 강제로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 오프시키게 되면 폐회로가 깨지면서 스위칭이 오프되고 아울러 릴레이 작동용 스위칭부(108)가 온 되어 릴레이 스위치가 온 됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 에러신호 출력용 전원 스위치(sw2)를 온시켜 계속적으로 에러신호가 출력되도록 유도하는 전원 유지용 스위칭부(118)를 포함하여 구성하고;

상기 옥 투입단계는, 옥 제공용 호퍼(16)를 이용하되,
상기 옥 제공용 호퍼(16)는,
상기 믹서의 측면에 설치하되, 수직하게 설치되며 그 내부 공간부를 통해 옥을 공급하기 위한 제 1 옥 저장통(61)과, 상기 제 1 옥 저장통의 하부에 설치하되 경사지게 설치하며 제 1 옥 저장통을 통해 공급되는 옥을 믹서로 공급토록 믹서 몸체를 관통 설치하는 제 2 옥 저장통(62)과, 상기 제 1 옥 저장통(61)과 제 2 옥 저장통(62) 사이에 설치되어 옥의 투입량을 조절하는 옥 공급 조절나사(63)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 사각 파이프 결합형 조립식 구들장 제조방법.

삭제

제 1 항에 있어서,
상기 옥 투입단계는, 옥 제공용 호퍼(16)를 이용하되,
상기 옥 제공용 호퍼(16)는,
상기 믹서의 측면에 설치하되, 수직하게 설치되며 그 내부 공간부를 통해 옥으 공급하기 위한 제 1 옥 저장통(61)과, 상기 제 1 옥 저장통의 하부에 설치하되 경사지게 설치하며 제 1 옥 저장통을 통해 공급되는 옥을 믹서에 공급토록 믹서 몸체를 관통 설치하는 제 2 옥 저장통(62)과, 상기 제 2 옥 저장통 일단에 형성되는 개폐공(60a)과, 상기 개폐공(60a)을 개폐하기 위한 개폐부(60b)가 일측단부에 형성된 스크류(60c)와, 상기 스크류(60c)를 회전시키기 위해 스크류(60c)의 타측에 설치되어 정,역회전되는 구동모터(64)와, 상기 구동모터의 회전에 따라 회전되는 스크류를 전후진되도록 전환하여 개폐공(60a)을 개폐할 수 있도록 스크류에 끼워지는 보스(60d)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사각 파이프 결합형 조립식 구들장 제조방법.

제 3 항에 있어서,
상기 제 1 옥 저장통(61)과 제 2 옥 저장통(62)은 투명 아크릴 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 사각 파이프 결합형 조립식 구들장 제조방법.

삭제

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