KR102031202B1 - 중공의 구조물의 내측면을 건조하는 중공의 구조물 내측면 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공의 구조물의 내측면을 건조하는 중공의 구조물 내측면 건조장치에 관한 것으로서, 중공의 구조물의 중공의 내측으로 삽입되어 상기 구조물의 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면을 건조하는 중공의 구조물 내측면 건조장치에 있어서, 상기 구조물의 중공의 내측의 형상에 상응하는 형상의 프레임; 상기 프레임의 내측에 위치되어 상기 프레임의 내측을 채우는 보온재; 및 상기 프레임의 외측면에 접촉된 상태로 위치되는 히팅패드를 포함하는 중공의 구조물 내측면 건조장치에 관한 것이다.

Description

중공의 구조물의 내측면을 건조하는 중공의 구조물 내측면 건조장치{A hollow structure inner dryer to dry the inner surface of the hollow structure}

본 발명은 중공의 구조물에 형성된 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면을 건조하는 중공의 구조물 내측면 건조장치에 관한 것으로서, 갑작스러운 온도변화에 따른 균열이나 파열 현상의 발생을 방지하기 위하여 로(furnace)를 구성하는 중공의 내화물 등 중공의 구조물의 내측면을 일정한 시간에 걸쳐 건조하는 장치로서, 외부에서 건조 작업이 어려운 상태의 중공의 구조물의 내측면을 건조하기 위하여 중공의 구조물의 내측의 형상에 상응하는 형상의 프레임에 히팅패드를 장착시킨 후, 중공의 구조물의 중공의 내측에 삽입되어 중공의 내측을 형성하는 내측면과 접촉되지 않는 상태에서 중공의 내측을 형성하는 내측면을 건조시키는 중공의 구조물 내측면 건조장치에 관한 것이다.

일반적으로 금속 소재나 가공물의 소둔을 위한 열처리 로(furnace) 또는 화력발전소에서 전기 생산을 위해 사용되는 가열로는 내부에 고열에서 견딜 수 있는 내화벽돌이나 캐스타블(castable) 구조의 내화물이 시공되는 등 고열 작업이 필요한 곳에는 이러한 고열에 견딜 수 있는 구조물이 시공된다.

이러한 구조물에 급작스런 가열이 이루어지는 경우, 구조물에 잔존하고 있던 수분 등의 급가열 및 급팽창으로 인하여 구조물에 균열(crack)이 생기거나 파열이 발생하는 등의 문제점이 있어 왔다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 고열 작업이 시작되기 전에 시공된 구조물을 충분히 건조시켜 주어야 한다.

여기에서 건조는 로 등 고열 작업이 이루어지는 장소에서 시공되어 고정된 구조물에서 이루어져야 하기 때문에 이러한 구조물을 별도로 분리해서 건조하는 것이 불가능하다.

이러한 상태의 구조물을 건조하는 경우, 일반적으로 자연 건조에 의존하거나 일반적인 이동식 히터나 열풍기를 사용하여 간접적인 복사열이나 열풍으로 가열 건조할 수 밖에 없는데, 이에 따라 구조물의 표면만 국소적으로 건조될 뿐 내부 깊숙이 잔존하는 수분까지 충분히 건조되지 못하는 문제가 여전히 남아 있어 왔다.

이와 관련된 종래기술인 대한민국 특허등록번호 제10-0912674호가 개시된다.

종래기술에서는 건조시간을 단축시킬 수 있는 내화물 시공장치가 제공되는데, 내화물 시공장치는 가스버너를 지지프레임에 거치한 상태에서 지지프레임을 견인하여 내화물 내부에 삽입 후 가스 공급에 의해 내화물을 건조시키는 것이다.

그러나, 종래기술에 따르면 설비비가 많이 들고, 장치가 매우 크고 무겁기 때문에 별도의 견인 장치가 필요하는 등 작업 편리성이 떨어지는 문제점이 있었다.

특히, 작업자가 들어갈 수 없고, 또한 외부에서 어떠한 건조 작업이 이루질 수 없는 상태의 중공의 구조물 내측면을 건조함에 있어서 종래기술 적용에 한계가 있음은 물론이다.

(특허문헌 1) KR10-0912674 B

상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자, 중공의 구조물 내측면을 용이하게 건조할 수 있는 중공의 구조물 내측면 건조장치를 제공하고자 한다.

구체적으로, 중공의 구조물에서 중공으로 형성된 구조물 내측을 형성하는 내측면을 건조함에 있어서, 작업자가 용이하게 들어갈 수 없으며, 나아가 외부에 어떠한 건조 수단을 적용하기 어려운 형태의 중공의 형태인 경우에도 용이하게 건조 작업이 이루어질 수 있는 중공의 구조물 내측면 건조장치를 제공하고자 한다.

나아가, 제작이 용이하고 어떠한 중공의 형태라도 용이하게 적용될 수 있어 작업의 편리성이 증대되는 중공의 구조물 내측면 건조장치를 제공하고자한다.

상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 본 발명에 따른 중공의 구조물 내측면 건조장치는, 중공의 구조물(100)의 중공의 내측(120)으로 삽입되어 상기 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면을 건조하는 중공의 구조물 내측면 건조장치에 있어서, 상기 중공의 내측(120)의 형상에 상응하는 형상의 프레임(300); 상기 프레임(300)의 내측에 위치되어 상기 프레임(300)의 내측을 채우는 보온재(200); 및 상기 프레임(300)의 외측면에 접촉된 상태로 위치되는 히팅패드(400)를 포함한다.

바람직하게는. 일단이 상기 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면에 접촉되고 타단이 상기 프레임(300)의 외측면에 접촉된 상태로 위치되어, 상기 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면과 상기 프레임(300) 간에 일정한 간격을 유지시키는 간격유지부(500)를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 프레임(300)의 외측면에는 다수의 상기 히팅패드(400)가 위치되며, 상기 다수의 히팅패드(400)는 서로 간에 일정한 간격을 두고 위치되며, 상기 간격유지부(500)는 상기 다수의 히팅패드(400) 사이에 위치된다.

바람직하게는, 상기 간격유지부(500)의 두께는 상기 히팅패드(400)의 두께보다 더 두껍다.

바람직하게는, 상기 프레임(300)의 외측면에는 다수의 상기 간격유지부(500)가 접촉된 상태에서 위치되며, 상기 보온재(200)는 상기 프레임(300)의 내측면에 접촉되는 보온재중간부(220); 및 상기 보온재중간부(220)의 일단에서 연장되어 형성된 보온재일단부(210)를 포함하며, 상기 보온재(200) 중 상기 보온재중간부(220)만이 상기 프레임(300)의 내측면에 접촉된 상태이며, 상기 보온재일단부(210)가 상기 중공의 내측(120)의 일단을 채운다.

상술한 과제해결수단으로 본 발명에 따른 중공의 구조물 내측면 건조장치에 의하여 중공의 내측을 형성하는 내측면을 용이하게 건조할 수 있어 작업의 편리성이 증대되며, 나아가 낮은 비용으로 건조작업이 이루어져 비용 대비 건조 작업의 효율성이 증대된다.

나아가, 제작이 용이하고 구조물에 형성된 어떠한 중공의 형태라도 용이하게 적용될 수 있어 작업 효율성이 증대된다.

도 1은 본 발명에 따른 건조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 건조장치의 분해사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 건조장치가 중공의 구조물에 삽입되는 과정을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의성을 위해 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 중공의 구조물 내측면 건조장치는 보온재(200), 프레임(300), 히팅패드(400), 간격유지부(500)를 포함한다.

프레임(300)은 중공의 구조물(100)에서 중공의 내측(120)의 형상에 상응하는 형상일 수 있다. 예를 들어, 중공의 구조물(100)에서 중공의 내측(120)의 단면 형상이 원형인 경우, 프레임(300) 또한 이에 맞게 단면이 원형일 필요가 있으며, 사각형인 경우 프레임(300) 또한 중공의 내측에 삽입될 수 있는 사각형일 수 있다.

이러한 프레임(300)은 강철 재질의 메쉬망 형태일 수 있으며, 또는 일정한 강도와 일정한 유연성을 유지한 상태에서 일정한 형태로 용이하게 변형될 수 있는 재질이면 어떠한 재질도 가능함은 물론이다.

보온재(200)는 프레임(300)의 내측으로 삽입되어 프레임(300) 내측을 가득 채운다. 중공의 구조물(100)의 중공의 내측(120)으로 건조장치가 삽입된 상태에서 후술할 히팅패드(400)에 의해 중공의 내측(120)이 가열되어 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면이 건조된다. 이때, 히팅패드(400)에 발생된 열이 온전히 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면을 가열하는데 사용되도록 하게 위하여, 발생된 열이 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면 방향으로만 가해지고, 그 반대방향으로는 보온재(200)가 위치되어 열전달을 최소화하면서 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면에 가해지는 열 이외의 열 손실을 최소화하기 위함이다.

보온재(200)는 프레임(300)의 내측에 삽입되어 프레임(300)의 내측을 가득 채우는 보온재중간부(220)와 보온재중간부(220)의 일단에서 연장되어 형성된 보온재일단부(210)를 포함한다.

상술한 바와 같이, 보온재중간부(220)는 프레임(300)의 내측면에 접촉된 상태이다. 다만, 보온재일단부(210)는 프레임(300)에 접촉되지 않는 상태로 보온재중간부(220)에 연장되어 형성될 수 있다.

보온재중간부(220)는 프레임(300)의 내측을 보온하여 열전달을 최소화하면서 히팅패드(400)에서 발생된 열이 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면으로 가해지도록하여 가열 효율을 최대화하기 위함이다. 반면, 보온재일단부(210)는 건조장치가 중공의 내측(120)에 삽입된 상태에서 중공의 내측(120)의 일단, 즉 중공의 내측(120)의 입구나 출구 등을 커버하여 열이 중공의 내측(120)을 벗어남으로써 발생되는 열손실을 최소화하고자 한다. 즉, 중공의 내측(120)의 입구나 출구를 가득 채워서 열이 외부로 전달되지 못하도록 한다.

보온재(200)는 보온재중간부(220)와 보온재일단부(210)로 이루어짐에 따라, 건조장치가 중공의 내측(120)에 삽입된 상태에서 중공의 내측(120)에서는 히팅패드(400)로 내측면이 가열되어 건조되고, 중공의 내측(120)의 입구나 출구는 보온재일단부(210)로 채워지는 바, 중공의 내측(120)으로 중공의 내측(120)의 길이에 해당하는 길이의 건조장치의 삽입만으로 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면에 대한 건조 작업을 수행할 수 있어 건조 작업의 편리성이 증대된다.

보온재(120)는 일정한 신축성을 갖는 합성섬유나 합성수지일 수 있으며, 열 전달을 최소화할 수 있고 일정한 신축성을 갖는 재질이라면 어떠한 재질도 가능함은 물론이다.

본 발명의 건조장치의 일례로서, 중공의 내측(120) 단면이 원형일 경우에, 프레임(300) 또한 원형 형상이어야 하며, 나아가 이러한 원형 형상의 프레임(300) 내측을 가득 채우는 보온재(200) 또한 원형 형상일 수 있다.

히팅패드(400)는 프레임(300)의 외측면에 접촉된 상태에서 위치된다. 히팅패드(400)는 프레임(300)에 결합된 상태에서 프레임(300)의 외측면에 위치된다. 열을 발하는 패드라면 어떠한 히팅패드도 가능하나, 형태적으로는 건조의 효율성 측면에서 얇은 두께에 넓은 면적으로 프레임(300) 외측면에 결합된 상태에서 접촉될 수 있는 히팅패드(400)임이 바람직하다.

이러한 히팅패드(400)가 프레임(300)의 외측면에 다수로 위치된다. 다수의 히팅패드(400)는 프레임(400)의 외측면 둘레를 따라 위치되는데, 다수의 히팅패드(400)는 서로 간에 일정한 간격을 두고 위치된다. 히팅패드(400) 사이에 일정한 간격이 형성됨에 따라, 이러한 일정한 간격에 후술할 간격유지부(500)가 위치된다.

일례로, 히팅패드(400)가 프레임(300)의 외측면 둘레를 따라 4개가 위치되는 경우, 위치된 히팅패드(400) 사이의 간격이 일정한 상태에서, 본 발명에 따른 건조장치가 중공의 내측(120)에 삽입된 상태에서 간격유지부(500)가 차지하는 부분에 해당되는 각도만큼만 회전되더라도 히팅패드(400)에 의해 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면이 균일하게 가열되어 건조될 수 있다. 자세한 설명은 후술한다.

히팅패드(400)에 연결된 전선이 외부의 전원에 연결된 상태에서, 히팅패트(400)가 중공의 내측(120)으로 삽입되고, 상술한 보온재일단부(210)가 중공의 내측(120)의 입구를 가득 채운다. 외부 전원에서 전기가 공급되어 히팅패드(400)에서 발열되어 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면을 가열하면서 건조시킨다.

본 발명에 따른 건조장치는 프레임(300)의 외측면에 결합된 상태에서 접촉되되, 히팅패드(400) 사이에 위치되는 간격유지부(500)를 포함한다.

간격유지부(500)의 일단이 구조물(100)의 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면에 접촉되고 간격유지부(500)의 타단이 프레임(300)의 외측면에 접촉된 상태로 위치되어, 구조물(100)의 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면과 프레임(300) 간에 일정한 간격을 유지시킨다.

중공의 내측(120)을 형성하는 내측면을 건조함에 있어서 히팅패드(400)는 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면으로부터 일정한 정도의 간격을 두고 위치됨이 바람직하다. 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면이 히팅패드(400)에 직접 접촉되는 경우, 급격한 온도전달 및 온도 상승으로 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면의 폭열, 박리, 균열 등의 위험이 발생되며, 나아가 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면이 건조될 때 발생되는 습기에 의한 히팅패드(400)의 손상을 최소화하기 위함이다.

따라서, 히팅패드(400)가 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면으로부터 일정한 간격을 유지한 채 가열하도록 간격유지부(500)는 히팅패드(400)보다 더 두꺼울 필요가 있다.

간격유지부(500)는 열변형에 대해 내성이 강한 재질이면 어떠한 재질이라도 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이, 간격유지부(500)가 다수로 프레임(300)의 외측면에 결합되어 접촉된 상태로 위치되되, 히팅패드(400) 사이에 위치됨이 바람직하다. 나아가, 건조장치가 주기적으로 회전되면서 건조작업이 이루어지는 경우 이러한 다수의 간격유지부(500) 간의 간격도 동일한 간격을 두고 위치됨이 바람직하다. 후술한다.

본 발명에 따른 건조장치는 중공의 내측(120)에 삽입된 상태에서 회전될 수 있다.

건조 작업은 장시간이 필요할 수 있다. 중공의 내측(120)에서 히팅패드(400)로 가열되어 중공의 내측(120)의 온도가 일정 시간이 지나면 전체적으로 일정해지면서 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면이 균일하게 건조된다 하더라도, 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면과 히팅패드(400) 간의 거리 차이로 인하여 건조되는 정도의 차이 또는 건조되는 시간의 차이가 발생될 수 있다. 이에 따라, 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면 부분별 건조 정도가 달라질 수 있어, 급작스럽게 중공의 내측이 고열로 가열되는 경우, 히팅패드(400)로부터 거리가 더 멀리 위치된 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면 부분에 예상치 못하는 균열이 발생할 여지가 있을 수 있다.

따라서, 일정한 주기로 건조장치는 회전될 수 있다. 건조장치가 회전됨에 따라 히팅패드(400)가 대면하는 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면 부분 또는 간격유지부(500)가 접촉하는 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면 부분이 변경된다. 이에 따라, 간격유지부(500)가 접촉되는 부분도 히팅패드(400)를 대면하는 부분으로 변경되면서 가열 건조되는 바, 결국 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면이 균일하게 가열될 수 있다.

다만, 회전의 각도는 간격유지부(500)가 위치하는 부분에 해당하는 각도만큼만 회전되더라도, 회전되기 전의 간격유지부(500)가 접촉되는 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면 부분이 회전으로 인하여 직접적으로 대면하는 히팅패드(400)로부터 가열되기 때문에 결국 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면 전체적으로 균일하게 가열되어 건조될 수 있다. 다수의 히팅패드(400) 간의 간격이 동일하고, 다수의 간격유지부(500)의 간격이 동일함에 따라, 간격유지부(500)가 차지하는 부분의 각도만큼만 회전되더라도 균일한 건조 작업이 이루어질 수 있음은 물론이다.

본 발명의 건조장치를 회전하기 위하여 프레임(300)의 중심을 가로지르는 회전축(미도시)이 장착될 수 있으며, 결국 이러한 회전축(미도시)는 보온재(200) 중심을 가로지르는 형태일 있다. 이러한 회전축(미도시)는 보온재일단부(210)까지 관통되어 중공의 내측(120)에서 외부까지 연장되어 형성될 수 있다. 따라서, 작업자는 외부까지 연장된 회전축(미도시)을 일정한 주기로 회전시키되, 간격유지부(500)가 위치하는 부분에 해당되는 각도만큼만 회전시키면서 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면을 균일하게 가열할 수 있다.

나아가, 회전측(미도시)의 회전으로 프레임(300)이 회전되도록 하기 위하여, 회전축(미도시)에서 프레임(300)으로 연결된 강성의 지지부(미도시)가 다수로 장착될 수 있음은 물론이다. 이러한 다수의 지지부(미도시)는 회전축(미도시) 방향에 수직 방향으로 프레임(300)과 회전축(미도시)에 결합됨이 바람직하다.

이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100: 중공의 구조물
120: 중공의 내측
200: 보온재
210: 보온재일단부
220: 보온재중간부
300: 프레임
400: 히팅패드
500: 간격유지부

Claims (5)

1. 중공의 구조물(100)의 중공의 내측(120)으로 삽입되어 상기 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면을 건조하는 중공의 구조물 내측면 건조장치에 있어서,
   상기 중공의 내측(120)의 형상에 상응하는 형상의 프레임(300);
   상기 프레임(300)의 내측에 위치되어 상기 프레임(300)의 내측을 채우는 보온재(200);
   상기 프레임(300)의 외측면에 접촉된 상태로 위치되는 다수의 히팅패드(400); 및
   일단이 상기 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면에 접촉되고 타단이 상기 프레임(300)의 외측면에 접촉된 상태로 위치되어, 상기 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면과 상기 프레임(300) 간에 일정한 간격을 유지시키는 간격유지부(500)를 포함하며,
   상기 다수의 히팅패드(400)는 서로 간에 일정한 간격을 두고 위치되며,
   상기 간격유지부(500)는, 상기 프레임(300)의 외측면에서 상기 다수의 히팅패드(400) 사이의 일정한 간격을 형성하는 부분에 위치되며,
   상기 프레임(300)의 외측면에 다수의 상기 간격유지부(500)가 접촉된 상태에서, 상기 간격유지부(500)의 두께가 상기 히팅패드(400)의 두께보다 더 두꺼움에 따라, 상기 히팅패드(400)는 상기 중공의 내측(120)을 형성하는 내측면으로부터 일정한 간격을 두고 위치되며,
   상기 보온재(200)는 상기 프레임(300)의 내측면에 접촉되는 보온재중간부(220); 및 상기 보온재중간부(220)의 일단에서 연장되어 형성되되, 상기 보온재중간부(220)의 직경보다 더 큰 직경으로 형성된 보온재일단부(210)를 포함하며,
   상기 보온재(200) 중 상기 보온재중간부(220)만이 상기 프레임(300)의 내측면에 접촉된 상태이며,
   상기 프레임(300)이 상기 중공의 내측(120)으로 삽입된 상태에서, 상기 보온재일단부(210)가 상기 중공의 내측(120)의 출구를 채워 막아, 상기 중공의 내측(120)에서 상기 히팅패드(400)에 의해 발생된 열이 상기 중공의 내측(120)으로부터 벗어나는 것을 차단하며,
   상기 프레임(300)의 중심을 가로지르면서 회전축이 장착되되, 상기 회전축은 상기 보온재일단부(210)까지 관통되어 연장된 상태로 장착되며,
   상기 회전축의 회전으로 상기 프레임(300)이 회전되는 중공의 구조물 내측면 건조장치.
   
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