KR101967154B1 - 부정형 내화물 시공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적 실시예에 따른 부정형 내화물 시공장치는, 원료를 압축공기를 사용해서 출구로 내보내는 원료 공급부; 상기 출구와 연결되어 상기 원료를 이송시키는 이송관; 상기 이송관에 연결되어 이송되는 상기 원료에 시공수를 투입하는 시공수 투입부; 및 상기 시공수 투입부와 연결되며 상기 시공수와 혼합된 상기 원료를 분사하는 분사관;을 포함하고, 상기 시공수 투입부는 상기 시공수의 투입되는 양과 압력을 조절할 수 있다.

Description

부정형 내화물 시공장치{UNSHAPED REFRACTORY CONSTRUCTION APPARATUS}

본 발명은 부정형 내화물 시공장치에 관한 것이다.

일반적으로 부정형 내화물은 분체로 이루어진 상태의 것으로 콘트리트와 같이 액체와 혼합 반죽하여 형틀 등에 시공되는 케스타블 내화물, 미분으로 형성되어 벽돌 시공 시에 줄눈으로 사용되는 모르타르 내화물, 건식 상태 또는 약간의 액체와 혼합하여 시공되는 스탐프 내화물 그리고 시공장치에서 액체와 혼합되어 분무시공되는 스프레이 내화물 등으로 구분된다.

스프레이 내화물은 건식의 부정형 내화물과 시공수(일반적으로 물)를 혼합하여 이송하고 공기 등으로 분무시키는 방식의 내화물로서 시공방법이 간단하고 형틀 시공이 불가한 부분에도 시공이 가능하다는 우수한 특성을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.

스프레이 내화물의 경우 시공수와의 혼합에 의해 반응이 일어나고 이에 의해 부착, 경화 등의 발생으로 원하는 위치에 시공되는 내화물이므로 시공수와의 혼합이 매우 중요한 부분이다. 따라서, 내화물의 특성 또는 시공수의 상태 등에 따라 시공수의 투입 양 또는 투입 압력 등을 상황에 따라 적절하게 즉각적으로 조절하는 것이 필요하다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 시공 과정에서 시공수의 투입 양 또는 투입 압력 등을 상황에 따라 적절하게 즉각적으로 조절하여 혼합 특성을 향상시킬 수 있는 부정형 내화물 시공장치를 제공하는 것이다.

다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.

본 발명의 예시적 실시예에 따른 부정형 내화물 시공장치는, 원료를 압축공기를 사용해서 출구로 내보내는 원료 공급부; 상기 출구와 연결되어 상기 원료를 이송시키는 이송관; 상기 이송관에 연결되어 이송되는 상기 원료에 시공수를 투입하는 시공수 투입부; 및 상기 시공수 투입부와 연결되며 상기 시공수와 혼합된 상기 원료를 분사하는 분사관;을 포함하고, 상기 시공수 투입부는 상기 시공수의 투입되는 양과 압력을 조절할 수 있다.

내부에 상기 원료가 이송되는 이송 공간을 가지며, 측면 둘레에 상기 시공수가 상기 이송 공간으로 투입되는 슬릿이 형성된 내부관; 및 상기 내부관을 감싸도록 상기 내부관 둘레에 구비되며, 상기 내부관과의 사이에 상기 시공수를 수용하는 수용 공간을 가지는 외부관;을 포함하고, 상기 내부관은 상기 슬릿의 간격이 조절되는 구조를 가질 수 있다.

상기 내부관은 상호 이격되어 상기 이송 공간의 길이 방향을 따라서 일렬로 배열되는 제1 내부관과 제2 내부관을 포함하고, 상기 슬릿은 상기 제1 내부관과 제2 내부관 사이의 이격된 간격으로 정의될 수 있다.

상기 외부관은 입구를 갖는 제1 외부관과 출구를 가지며 상기 제1 외부관에 길이 조절이 가능하게 체결되는 제2 외부관을 포함하고, 상기 제1 내부관은 상기 제1 외부관의 입구에 체결결되고 상기 제2 내부관은 상기 제2 외부관의 출구에 체결되며, 상기 제1 외부관과 제2 외부관 사이의 길이 조절에 따라서 상기 제1 내부관과 제2 내부관 사이의 이격된 간격이 조절될 수 있다.

상기 제1 외부관과 제2 외부관은 나사 체결을 통해서 길이 조절이 가능하게 연결될 수 있다.

상기 슬릿은 상기 내부관의 외주면에서 내주면을 향해 상기 원료의 이송 방향을 따라서 경사진 구조를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 시공 과정에서 시공수의 투입 양 또는 투입 압력 등을 상황에 따라 적절하게 즉각적으로 조절하여 혼합 특성을 향상시킬 수 있는 부정형 내화물 시공장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 부정형 내화물 시공장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1의 부정형 내화물 시공장치에서 시공수 투입부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 시공수 투입부에서 내부관을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 비교예에 따른 내부관을 개략적으로 나타내는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1을 참조하여 본 발명의 예시적 실시예에 따른 부정형 내화물 시공장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 부정형 내화물 시공장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 부정형 내화물 시공장치(1)는 원료 공급부(10)를 포함할 수 있다.

원료 공급부(10)는 입구(10a)에 구비된 호퍼(11)를 통해서 원료(M)가 투입되면, 압축공기를 사용해서 출구(10b)로 내보낼 수 있다. 원료(M)는 분말 상태의 내화물을 포함하며, 실시예에 따라서 급결제, 분산제, 결합제 등이 첨가될 수 있다.

원료 공급부(10)는, 예컨대 에어 컴프레서(12) 등을 통해서 생성된 압축공기로 투입된 원료(M)를 출구(10b)로 내보낼 수 있다. 본 실시예에서는 에어 컴프레서(12)를 사용하는 것으로 예시하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 공기로 원료(M)를 이송할 수 있는 것이면 특별히 제한은 없다.

본 발명의 예시적 실시예에 따른 부정형 내화물 시공장치(1)는 이송관(20)을 포함할 수 있다.

이송관(20)은 원료 공급부(10)의 출구(10b)와 연결되어 원료 공급부(10)에서 내보내지는 원료(M)를 목표 위치나 방향으로 이송시킬 수 있다. 이송관(20)은 용이한 위치 제어를 위해서 플렉서블한 재질이나 구조를 가질 수 있으며, 예컨대 호스를 포함할 수 있다.

본 발명의 예시적 실시예에 따른 부정형 내화물 시공장치(1)는 시공수 투입부(30)를 포함할 수 있다.

시공수 투입부(30)는 이송관(20)의 끝단에 연결되어 이송되는 원료(M)에 시공수(W)를 투입할 수 있다. 시공수 투입부(30)는 액체인 시공수(W)가 저장된 탱크(31)와 시공수 공급관(32)을 통해서 연결될 수 있으며, 탱크(31) 내의 시공수(W)를 공급받아 원료(M)에 투입할 수 있다.

상기 시공수 투입부(30)는 시공수(W)의 투입되는 양과 압력을 조절할 수 있다. 시공수 투입부(30)의 구체적인 구조에 대해서는 추후 설명한다.

본 발명의 예시적 실시예에 따른 부정형 내화물 시공장치(1)는 분사관(40)을 포함할 수 있다.

분사관(40)은 시공수 투입부(30)와 연결되며, 시공수(W)와 혼합된 원료(M')를 목표 위치로 분사할 수 있다. 분사관(40)은 시공수 투입부(30)에서 투입된 시공수(W)와 원료(M)가 균일하게 혼합되어 분사되기에 충분한 길이를 가질 수 있다.

시공수(W)와 혼합된 원료(M')는 분사관(40)을 통해 외부에 스프레이 시공될 수 있다.

본 발명에 따른 부정형 내화물 시공장치(1)는 원료인 스프레이 내화물에 시공수(W)를 혼합하여 분무하는 건식 시공 방법을 적용하므로, 투입되는 시공수(W)와의 혼합 정도에 따라 부정형 내화물의 부착성, 리바운드 로스 등의 시공성에 영향을 미친다. 따라서, 시공수(W)와의 혼합이 매우 중요한 부분이다.

액체인 시공수(W)의 혼합은 액체의 점도, 유동성, 압력, 투입 면적 등에 영향을 받으며, 혼합되는 내화물의 특성과도 밀접한 관계를 가진다. 하지만, 내화물보다는 액체의 조절이 용이하므로 액체의 투입 특성이 가장 중요한 인자라고 할 수 있다. 또한, 액체는 대체로 물을 사용하는 경우가 대부분인데 점도, 유동성을 조절하는 것은 어렵기 때문에 본 발명에서는 액체의 투입 면적 및 압력을 용이하게 조절하는 것을 목표로 한다.

본 발명에 따른 부정형 내화물 시공장치(1)는 시공수 투입부(30)를 통해서 액체의 투입 면적 및 압력을 용이하게 조절하도록 하며, 부정형 내화물 또는 시공수의 변화, 변경에 따른 조정을 즉각적으로 용이하게 수행하도록 함으로써 우수한 혼합 특성을 구현할 수 있다.

도 2 및 도 3에서는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 부정형 내화물 시공장치에서 시공수 투입부를 개략적으로 나타내고 있다. 도 2는 도 1의 부정형 내화물 시공장치에서 시공수 투입부를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 2의 시공수 투입부에서 내부관을 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 시공수 투입부(30)는 내부관(33)과 외부관(34)을 포함하는 이중관 구조를 가질 수 있다.

내부관(33)은 내부에 원료(M)가 이송되는 이송 공간(IS)을 가지며, 측면 둘레에 시공수(W)가 이송 공간(IS)으로 투입되는 슬릿(ST)이 형성될 수 있다. 특히, 내부관(33)은 시공수(W)가 투입되는 슬릿(ST)의 간격이 조절되는 구조를 가질 수 있다.

구체적으로, 내부관(33)은 상호 이격되어 이송 공간(IS)의 길이 방향을 따라서 일렬로 배열되는 제1 내부관(33a)과 제2 내부관(33b)을 포함할 수 있다. 그리고, 슬릿(ST)은 제1 내부관(33a)과 제2 내부관(33b) 사이의 이격된 간격으로 정의될 수 있다.

즉, 제1 내부관(33a)과 제2 내부관(33b)이 이격되어 서로 마주하는 구조로 인접하여 배치된 상태에서, 슬릿(ST)은 제1 내부관(33a)과 제2 내부관(33b) 사이의 이격 공간에 해당할 수 있다. 그리고, 슬릿(ST)은 내부관(33)의 외주면에서 내주면을 향해 원료(M)의 이송 방향을 따라서 경사진 구조를 가질 수 있다.

외부관(34)은 내부관(33)보다 큰 단면 크기를 가지며, 내부관(33)을 감싸도록 내부관(33) 둘레에 구비될 수 있다. 그리고, 외부관(34)은 내부관(33)과의 사이에 시공수(W)를 수용하는 수용 공간(OS)을 가질 수 있다. 즉, 수용 공간(OS)은 내부관(33)의 외주면과 외부관(34)의 내주면 사이 공간에 해당할 수 있다.

외부관(34)은 일측면에 시공수 주입구(34c)를 구비하여 탱크(31)로부터 시공수 공급관(32)을 통해서 공급되는 시공수(W)를 수용 공간으로 보낼 수 있다.

외부관(34)은 입구(34d)를 갖는 제1 외부관(34a)과, 출구(34e)를 가지며 제1 외부관(34a)에 길이 조절이 가능하게 체결되는 제2 외부관(34b)을 포함할 수 있다. 제1 외부관(34a)과 제2 외부관(34b)은 길이 방향을 따라서 일렬로 배열되는 구조로 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 외부관(34a)의 입구(34d)와 제2 외부관(34b)의 출구(34e)는 서로 대향하는 양측 단부에 각각 배치될 수 있다.

제1 외부관(34a)의 입구(34d)는 이송관(20)과 연결될 수 있다. 그리고, 제2 외부관(34b)의 출구(34e)는 분사관(40)과 연결될 수 있다.

제1 외부관(34a)과 제2 외부관(34b)은, 예컨대 나사 체결을 통해서 길이 조절이 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 외부관(34a)과 제2 외부관(34b)은 상호 체결을 이루는 부분에 각각 나사산(34f)이 형성된 나사산 구조를 가지며, 각각의 나사산(34f)이 서로 맞물린 상태에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전함으로써 길이가 조절될 수 있다.

한편, 제1 내부관(33a)은 제1 외부관(34a) 내에서 제1 외부관(34a)의 입구(34d)에 체결되고, 제2 내부관(33b)은 제2 외부관(34b) 내에서 제2 외부관(34b)의 출구(34e)에 체결되어 고정될 수 있다. 그리고, 제1 외부관(34a)과 제2 외부관(34b)이 체결된 상태에서, 제1 내부관(33a)과 제2 내부관(33b)은 외부관(34) 내에서 슬릿(ST)을 사이에 두고 서로 마주하는 구조로 배치될 수 있다. 그리고, 제1 외부관(34a)과 제2 외부관(34b) 사이의 길이 조절에 따라서 제1 내부관(33a)과 제2 내부관(33b) 사이의 이격된 간격이 조절될 수 있다. 이를 통해서 슬릿(ST)의 크기(또는 간격)를 조절될 수 있으며, 따라서 투입되는 시공수(W)의 양과 투입되는 시공수(W)의 압력을 용이하게 조절할 수 있다.

<실시예>

일반적인 제강 고정에 사용되는 RH설비 보수용 부정형 분무보수재를 이용하여 시험을 진행하였다. 비교를 위해서 도 4에서와 같은 원형 노즐(35a)이 형성된 내부관(35)을 이용한 시공수 투입부와, 도 3에서와 같은 본 발명에 따른 슬릿형 노즐이 형성된 내부관(33)을 이용한 시공수 투입부에 대한 시험을 실시하였다.

도 4를 참조하면, 비교를 위해 사용된 원형 노즐(35a)이 형성된 내부관(35)은 다수의 원형 노즐(35a)이 내부관(35) 둘레를 따라서 일정 간격으로 배열되어 형성된 구조를 가질 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 내부관(33)이 슬릿(ST)의 간격이 조절되는 구조를 가지는 것과 비교하여 비교예의 내부관(35)은 원형 노즐(35a)의 크기와 위치가 고정된 구조를 갖는다.

시험을 통해서 시공에 적합한 필요 수분량, 시공성, 부피비중을 측정 평가하였다. 또한, 본 발명의 경우 슬릿의 간격을 조절하여 그 특성을 평가하여 유효성을 검증하였다. 시공성은 정성적인 지표로 1~5까지 지수로 나타내었으며, 그 값이 클수록 우수한 시공성을 나타낸다.

구분	비교예	발명예
	원형 노즐	슬릿(2.0mm)	슬릿(1.7mm)	슬릿(1.5mm)
수분소요량(%)	16	15	15	14
시공성	3	4	4	4
부피비중 (110℃, 24hr)	2.5	2.6	2.6	2.7

[표 1]에서 비교예는 일반적인 RH설비용 보수재의 조성물을 원형 노즐을 통해 시공한 시험결과이며, 발명예는 원형 슬릿을 이용해 시공한 시험결과를 나타내었다.

[표 1]에서 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 원형 슬릿을 사용한 경우 수분량의 감소 효과 및 시공성 향상을 동시에 도모할 수 있으며, 또한 수분량 감소에 따른 부피비중 증가 효과, 즉 다시말하면 조직의 치밀화 효과를 가질 수 있음을 확인할 수 있었다.

부정형 내화물의 분무시공을 위해서는 부정형 내화물과 액체인 시공수의 혼합 공정이 반드시 필요한데, 건식으로 연속적으로 이송되어지는 부정형 내화물에 액체인 시공수가 투입되어 혼합되는데 있어서 액체의 투입 특성을 변경시키는 것이 시공되어지는 내화조서물의 특성에 영향을 미치게 된다.

혼합 공정에서 액체는 최대한 넓은 범위로 골고루 투입되어야 가장 좋은 혼합 특성을 구현할 수 있다.

비교예에 따른 원형 노즐(35a)의 경우 내부관(35) 둘레에 연속적으로 형성되지 못하고 일정 간격으로 이격되어 배열되는 구조로 형성되는 구조적 한계 때문에 시공수(W)가 360°범위로 연속적으로 투입되지 못하는 단점이 있고, 원형 노즐(35a)의 구경 및 방향을 조절하는 것이 용이하지 않다는 한계가 있다.

반면, 본 발명에서와 같이 원형 슬릿을 사용하게 되면 시공수(W)를 360°범위로 연속적으로 균일하게 투입하는 것이 가능하고, 또한 필요에 따라서 넓게 또는 좁게 투입할 수 있도록 조절할 수 있다. 따라서, 시공수(W)의 투입 량과 투입 압력을 상황에 따라서 즉각적으로 용이하게 조절는 것이 가능하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1... 부정형 내화물 시공장치
10... 원료 공급부
20... 이송관
30... 시공수 투입부
40... 분사관

Claims (6)

1. 원료를 압축공기를 사용해서 출구로 내보내는 원료 공급부;
   상기 출구와 연결되어 상기 원료를 이송시키는 이송관;
   상기 이송관에 연결되어 이송되는 상기 원료에 시공수를 투입하는 시공수 투입부; 및
   상기 시공수 투입부와 연결되며 상기 시공수와 혼합된 상기 원료를 분사하는 분사관;
   을 포함하고,
   상기 시공수 투입부는,
   내부에 상기 원료가 이송되는 이송 공간을 가지며, 측면 둘레에 상기 시공수가 상기 이송 공간으로 투입되는 슬릿이 형성된 내부관; 및
   상기 내부관을 감싸도록 상기 내부관 둘레에 구비되며, 상기 내부관과의 사이에 상기 시공수를 수용하는 수용 공간을 가지는 외부관;
   을 포함하고,
   상기 내부관은 상기 슬릿의 간격이 조절되는 구조를 가지며, 상기 내부관은 상호 이격되어 상기 이송 공간의 길이 방향을 따라서 일렬로 배열되는 제1 내부관과 제2 내부관을 포함하고, 상기 슬릿은 상기 제1 내부관과 제2 내부관 사이의 이격된 간격으로 정의되며,
   상기 시공수 투입부는 상기 시공수의 투입되는 양과 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 부정형 내화물 시공장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 외부관은 입구를 갖는 제1 외부관과 출구를 가지며 상기 제1 외부관에 길이 조절이 가능하게 체결되는 제2 외부관을 포함하고,
   상기 제1 내부관은 상기 제1 외부관의 입구에 체결결되고 상기 제2 내부관은 상기 제2 외부관의 출구에 체결되며,
   상기 제1 외부관과 제2 외부관 사이의 길이 조절에 따라서 상기 제1 내부관과 제2 내부관 사이의 이격된 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 부정형 내화물 시공장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 외부관과 제2 외부관은 나사 체결을 통해서 길이 조절이 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 부정형 내화물 시공장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 슬릿은 상기 내부관의 외주면에서 내주면을 향해 상기 원료의 이송 방향을 따라서 경사진 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 부정형 내화물 시공장치.
   

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