KR102175146B1 - 철제 프레임의 부식방지 장치 및 방법 - Google Patents

철제 프레임의 부식방지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속의 이온화 차이를 이용하여 철제 프레임을 효과적으로 부식으로부터 보호할 수 있는 철제 프레임의 부식방지 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치는, 복수의 철제 바가 용접된 철제 프레임에 결합되어 철제 프레임의 부식을 방지하는 철제 프레임의 부식방지 장치로서, 철제 프레임을 구성하는 철보다 이온화 경향이 큰 저전위 금속으로 이루어지는 희생 양극재와, 철제 프레임에 분리 가능하게 부착될 수 있도록 희생 양극재에 결합되는 고정기구를 포함한다.

Description

철제 프레임의 부식방지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PREVENTING CORROSION OF METAL FRAME}
본 발명은 철제 프레임의 부식방지 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 장비에 사용되어 각종 장비의 골격을 이루는 철제 프레임의 부식을 방지할 수 있는 철제 프레임의 부식방지 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 금속의 부식은 금속이 그 주위 환경의 여러 가지 물질과 화학적 반응이나 전기화학적 반응에 의해 발생되는 금속의 파괴 및 유효수명의 단축을 말한다.
대부분의 금속은 금속덩어리 자체로서 보다는 이온으로서의 형태가 안정적이다. 따라서, 금속은 조건만 갖춰진다면 이온화 하려는 경향이 있으며, 이러한 점에서 부식을 금속의 이온화 경향이라 할 수 있다.
모든 금속은 부식된다. 백금, 금, 은, 구리, 스테인레스강 등의 내식성 금속은 부식이 되지 않는 금속으로 여겨질 수 있으나, 사실은 피막이 치밀하여 공기나 물을 통과하지 못하게 함으로써 부식 진행을 차단하는 것이다.
금속의 자연적인 형태가 화합물이고, 정련된 금속이 광석으로 되돌아 가려는 성질과 이온화 하려는 경향이 부식의 원인이기 때문에 금속재료는 공업적으로 이용할 수 있는 상태에서 사용하고 있더라도 그 환경속에서 가장 안정된 상태로 돌아가려는 성질을 가지고 있다. 예를 들면, 철의 녹은 물과 공기가 존재하는 환경 하에서 가장 안정된 상태를 취한 결과라고 할 수 있다.
금속이 부식되는 원리는 금속 이온의 용출에 의해 결정되며, 금속 용출의 용이함 정도는 그 금속이 놓인 환경 속에서 얼마나 이온이 되기 쉬우냐에 달려있다. 알루미늄과 같이 이온화 경향이 큰 금속은 동시에 전자를 많이 방출하므로 수소이온(H+)을 기준으로 해서 표준전극 전위는 마이너스 값으로 낮아져 저급으로 분류되며, 백금과 같이 이온화 경향이 적은 금속은 전자의 방출도 적어지므로 표준 전극전위는 높은 플러스 값을 나타내서 귀금속으로 분류된다.
부식이 발생하기 위해서는 양극(Anode), 음극(Cathode), 전해질(Electrolyte), 전기적 회로(Return Circuit) 등 4가지 요소를 갖추어야 한다. 양극은 전자가 나오는 부분, 화학적으로는 산화반응이 이루어지므로 부식이 되는 부분이다. 음극은 양극에서 나온 전자를 흡수하며 환원반응이 이루어지는 부분이므로 부식은 되지 않는다. 즉, 부식은 전류가 양극의 금속을 떠나 전해질로 들어가는 곳에서 발생하며, 양극을 떠난 전류는 음극으로 흘러가 소모되므로 음극으로 작용하는 금속에서는 부식이 발생하지 않는다.
현재, 각종 산업현장이나, 건설현장, 생활현장에서 금속재료의 부식으로 인해 눈으로 보이는 미관뿐 아니라, 그 본래의 기능까지 상실되어 이를 복구하는데 많은 비용을 투입되고 있다. 특히, 반도체나 디스플레이 장비 업계 등 산업분야에서는 부식 방지를 위한 천문학적인 비용이 소요되고 있는 실정이다.
일반적인 금속 구조물 또는 전자 제품에 대한 부식 방지 방법으로는 도장 또는 도금과 같은 표면 처리법이 주로 활용되고 있다. 그러나 이러한 표면 처리법은, 많은 추가 비용이 소요되고, 부식 방지 기간이 제한적이라는 단점이 있다.
이 밖에, 철제 중간 성형물의 표면에 방청유를 도포하여 녹을 방지하는 방식의 경우, 완제품 제조 후 방청유 제거에 따른 더 많은 공정과 비용이 소요되는 문제가 있다. 그리고 아연 등의 금속을 도금하는 방식은 경제성이 떨어진다.
한편, 철제 제품의 생산 과정에서 철제 제품에 녹이 발생하는 경우, 녹 제거를 위해 샌드 블라스트 후처리 공정이 추가된다. 이러한 후처리 공정은 제품의 제작 기간 지연 및 비용 상승으로 이어진다. 그리고 녹 제거 시 사용되는 강한 샌드 블라스트로 인해 철제 제품의 외형 변화가 발생할 수 있고, 샌드 블라스트에 따른 미세 파티클이 철제 제품의 내부로 침투하여 철제 제품이 설치되는 환경을 악화시킬 수 있다.
따라서, 부식으로 인한 추가 비용 소요 등의 문제를 해결하는 가장 좋은 방법은 철제 제품의 부식 발생을 사전에 예방하는 것이라 할 수 있다.
등록특허공보 제1279836호 (2013. 07. 01.)
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 금속의 이온화 차이를 이용하여 철제 프레임을 효과적으로 부식으로부터 보호할 수 있는 철제 프레임의 부식방지 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치는, 복수의 철제 바가 용접된 철제 프레임에 결합되어 상기 철제 프레임의 부식을 방지하는 철제 프레임의 부식방지 장치로서, 상기 철제 프레임을 구성하는 철보다 이온화 경향이 큰 저전위 금속으로 이루어지는 희생 양극재; 및 상기 철제 프레임에 분리 가능하게 부착될 수 있도록 상기 희생 양극재에 결합되는 고정기구;를 포함한다.
본 발명에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치는, 상기 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 표면으로부터 외측으로 연장되도록 상기 희생 양극재에 결합되는 도전부;를 포함할 수 있다.
상기 희생 양극재는, 끝단이 상기 철제 프레임을 구성하는 복수의 철제 바 중에서 어느 하나의 철제 바에 부착되는 제 1 부착부와, 상기 철제 프레임을 구성하는 복수의 철제 바 중에서 상기 제 1 부착부가 부착되는 철제 바와 실질적으로 수직 배치되는 다른 철제 바에 그 끝단이 부착될 수 있도록 상기 제 1 부착부에 대해 실질적으로 수직 배치되는 제 2 부착부를 포함하고, 상기 고정기구는 상기 제 1 부착부의 끝단 및 상기 제 2 부착부의 끝단에 각각 배치되는 자석이며, 상기 도전부는, 상기 희생 양극재 중에서 상기 제 1 부착부와 상기 제 2 부착부가 연결되는 부분에서 상기 제 1 부착부와 상기 제 2 부착부가 각각 부착되는 두 개의 철제 바가 교차하는 상기 철제 프레임의 모서리부를 향해 연장되되, 상기 철제 프레임에 접하여 탄성 변형 될 수 있다.
본 발명에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치는, 상기 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 일측으로부터 외측으로 연장되도록 상기 희생 양극재에 탄성 변형 가능하게 결합되는 제 1 도전부; 및 상기 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 다른 일측으로부터 외측으로 연장되도록 상기 희생 양극재에 탄성 변형 가능하게 결합되는 제 2 도전부;를 포함하고, 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부는 상호 마주하도록 배치되되, 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부 사이의 최소 간극이 상기 철제 바의 두께보다 작아 상기 고정기구가 상기 철제 바에 결합될 때 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부는 상기 철제 바의 양측에 각각 접하여 탄성 변형될 수 있다.
상기 고정기구는, 상기 철제 프레임을 구성하는 복수의 철제 바 중에서 상호 교차하도록 연결되는 두 개의 철제 바 중에서 어느 하나가 일측에 접하고 다른 하나가 또 다른 일측에 접합 수 있도록 적어도 일부분이 아치형으로 이루어지는 자석일 수 있다.
본 발명에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치는, 상기 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 표면으로부터 상기 아치형의 자석이 접하는 두 개의 철제 바가 교차하는 상기 철제 프레임의 모서리부를 향해 연장되되, 상기 철제 프레임에 접하여 탄성 변형 가능한 도전부;를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 철제 프레임의 부식방지 방법은, 복수의 철제 바가 용접된 철제 프레임의 부식을 방지하기 위한 철제 프레임의 부식방지 방법으로서, (a) 상기 철제 프레임을 구성하는 철보다 이온화 경향이 큰 저전위 금속으로 이루어지는 희생 양극재와, 상기 철제 프레임에 분리 가능하게 부착될 수 있도록 상기 희생 양극재에 결합되는 자석을 포함하는 복수의 부식방지 장치를 준비하는 단계; 및 (b) 상기 복수의 부식방지 장치를 각각의 고정기구를 이용하여 상기 철제 프레임의 용접부에 인접하도록 상기 철제 프레임의 복수의 개소에 부착하는 단계;를 포함한다.
상기 (a) 단계에서, 상기 복수의 부식방지 장치 중 적어도 하나는, 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 표면으로부터 외측으로 연장되도록 상기 희생 양극재에 결합되는 도전부를 포함하고, 상기 (b) 단계에서, 상기 도전부를 포함하는 부식방지 장치를 상기 도전부가 상기 용접부에 접촉하도록 상기 철제 프레임에 부착할 수 있다.
상기 (a) 단계에서, 상기 복수의 부식방지 장치 중 적어도 하나는, 상기 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 일측으로부터 외측으로 연장되도록 상기 희생 양극재에 탄성 변형 가능하게 결합되는 제 1 도전부와, 상기 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 다른 일측으로부터 외측으로 연장되도록 상기 희생 양극재에 탄성 변형 가능하게 결합되는 제 2 도전부를 포함하고, 상기 (b) 단계에서, 상기 제 1 도전부 및 상기 제 2 도전부를 포함하는 부식방지 장치를 상기 제 1 도전부 및 상기 제 2 도전부가 상기 철제 바의 양측에 각각 접하여 탄성 변형되도록 상기 철제 프레임에 부착할 수 있다.
상기 (a) 단계에서, 상기 복수의 부식방지 장치 중 적어도 하나는, 이에 구비되는 고정기구가 아치형의 자석이고, 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 표면으로부터 외측으로 연장되도록 상기 희생 양극재에 결합되는 도전부를 포함하며, 상기 (b) 단계에서, 상기 아치형의 자석을 갖는 부식방지 장치를 상기 아치형의 자석이 상호 교차하도록 연결되는 두 개의 철제 바에 모두 접하고, 상기 도전부가 상기 아치형의 자석이 접하는 두 개의 철제 바가 연결되는 모서리부에 접촉하도록 상기 철제 프레임에 부착할 수 있다.
본 발명에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치는 고정기구를 통해 철제 프레임에 손쉽게 부착될 수 있고, 철제 프레임을 이루는 철(Fe) 보다 전위가 낮은 금속으로 이루어지는 희생 양극재가 철제 프레임과 접촉하여 철제 프레임과 회로를 구성하게 된다. 따라서, 철제 프레임과 희생 양극재 간의 전위차에 의해 전류가 이동하여 희생 양극재에서는 부식 전류가 흐르면서 분극(Polarization)이 일어나고, 음극인 철제 프레임은 복극(Depolarization)되어 부식 전류가 감소하는 방식으로 철제 프레임의 부식 발생을 사전 예방할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치는 자석의 자력을 통해 철제 프레임에 간단히 결합될 수 있으므로, 탈부착이 용이하고, 부착 위치의 조정이 용이하다. 그리고 사용자에 의해 철제 프레임 상에서 부착 위치가 수시로 변경 가능하여 상대적으로 적은 개수로 보다 넓은 영역에 대한 부식 방지 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치가 철제 프레임에 설치된 모습을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치가 철제 프레임에 설치된 모습을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치를 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6은 도 4에 나타낸 철제 프레임의 부식방지 장치가 철제 프레임에 설치된 모습을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치를 나타낸 것이다.
도 8 및 도 9는 도 7에 나타낸 철제 프레임의 부식방지 장치가 철제 프레임에 설치된 모습을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치 및 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치가 철제 프레임에 설치된 모습을 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치를 나타낸 것이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(100)는, 복수의 철제 바(12)가 용접된 철제 프레임(10)에 결합되어 철제 프레임(10)의 부식을 방지하기 위한 것으로, 희생 양극재(110)와, 희생 양극재(110)를 철제 프레임(10)에 부착하기 위해 희생 양극재(110)에 결합되는 고정기구로서의 자석(120)을 포함한다.
희생 양극재(110)는 철제 프레임(10)을 구성하는 철(Fe)보다 이온화 경향이 큰 저전위 금속으로 이루어진다. 일예로, 희생 양극재(110)는 철(Fe)보다 전위가 낮은 알루미늄(Al), 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 중에서 선택되는 금속으로 이루어질 수 있다. 희생 양극재(110)는 철제 프레임(10)의 철제 바(12)에 밀착될 수 있도록 철제 바(12)에 접하는 적어도 일면이 평평하다.
자석(120)은 철제 프레임(10)에 분리 가능하게 부착될 수 있도록 적어도 일부가 희생 양극재(110)의 표면에서 노출되도록 희생 양극재(110)에 결합된다. 자석(120)은 철제 프레임(10)에 부착될 때 희생 양극재(110)의 표면이 철제 프레임(10)의 표면에 안정적으로 접촉할 수 있도록 희생 양극재(110)의 표면에서 돌출되지 않는다. 즉, 자석(120)은 희생 양극재(110)에 내장되어 그 외면이 희생 양극재(110)의 표면과 실질적으로 동일 평면 상에 배치되거나, 그 외면이 희생 양극재(110)의 표면보다 낮게 배치된다.
이러한 부식방지 장치(100)는 자석(120)을 통해 철제 프레임(10)에 간단하게 부착됨으로써 철제 프레임(10)이 부식되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 철제 프레임(10)을 이루는 철(Fe) 보다 전위가 낮은 금속으로 이루어지는 희생 양극재(110)가 철제 프레임(10)과 접촉하여 철제 프레임(10)과 회로를 구성함으로써, 반응성이 큰 금속인 희생 양극재(110)가 철(Fe)로 이루어지는 철제 프레임(10)보다 먼저 반응하게 되고, 이는 철(Fe)의 이온화, 즉 산화반응을 방지하여 철제 프레임(10)을 보호할 수 있게 된다. 즉, 이온화 경향이 큰 금속인 희생 양극재(110)를 철제 프레임(10)에 전기적으로 연결하여 양극으로 작용하게 함으로써, 대상물인 철제 프레임(10)을 상대적으로 음극화시킴으로써 철제 프레임(10)의 부식을 방지할 수 있다.
철제 프레임(10)은 철제 바(12)와 철제 바(12)가 연결되는 모서리부(13) 등 두 개의 철제 바(12)가 용접되는 용접부(14)에서 집중적인 녹이 발생할 수 있다. 용접부(14)에서는 열의 영향으로 야기되는 선택 부식과, 미소한 구조와 성분의 변화로 전식(Galvanic corrosion)이 발생하기 때문이다.
따라서, 부식방지 장치(100)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 용접부(14)에 인접하도록 철제 프레임(10)에 부착되는 것이 좋다. 즉, 철제 프레임(10)에 대한 효율적인 부식 방지를 위해서 복수의 부식방지 장치(100)는 먼저 철제 프레임(10)의 용접부(14)에 인접하게 배치되고, 나머지는 철제 프레임(10)의 나머지 부분에 적당한 간격으로 이격되어 부착되는 것이 좋다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(100)는 자석(120)을 통해 철제 프레임(10)에 간단히 부착되는 방식으로 철제 프레임(10)의 부식을 방지할 수 있다. 즉, 철제 프레임(10)을 이루는 철(Fe) 보다 전위가 낮은 금속으로 이루어지는 희생 양극재(110)가 철제 프레임(10)과 접촉하여 철제 프레임(10)과 회로를 구성하게 된다. 따라서, 철제 프레임(10)과 희생 양극재(110) 간의 전위차에 의해 전류가 이동하고 희생 양극재(110)에서는 부식 전류가 흐르면서 분극(Polarization)이 일어나고, 음극인 철제 프레임(10)은 복극(Depolarization)되어 부식 전류가 감소하는 방식으로 철제 프레임(10)의 철제 프레임(10)의 부식 발생을 사전 예방할 수 있다.
따라서, 철제 프레임(10)의 제조 과정에서 부식에 따른 샌드 블라스트 등의 후처리 공정을 수행함으로써 유발되는 제작 기간 지연이나, 비용 상승의 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(100)는 자석(120)의 자력을 통해 철제 프레임(10)에 간단히 결합될 수 있으므로, 탈부착이 용이하고, 부착 위치의 조정이 용이하다. 그리고 작업자에 의해 철제 프레임(10) 상에서 부착 위치가 수시로 변경 가능하여 고정식에 비해 상대적으로 적은 개수로 보다 넓은 영역에 대한 부식 방지 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(100)를 이용하여 철제 프레임(10)의 부식을 방지함에 있어서, 철제 프레임(10)의 용접부(14)에서 녹이 쉽게 발생할 수 있으므로, 부식방지 장치(100)를 철제 프레임(10)의 용접부(14)에 인접하도록 배치하는 것이 효과적이다.
한편, 도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.
먼저, 도 3에 나타낸 철제 프레임의 부식방지 장치(200)는 철제 프레임(10)을 구성하는 철(Fe)보다 이온화 경향이 큰 저전위 금속으로 이루어지는 희생 양극재(210)와, 철제 프레임(10)에 분리 가능하게 결합될 수 있도록 희생 양극재(210)에 고정되는 자석(120)과, 희생 양극재(210)의 표면으로부터 외측으로 연장되도록 희생 양극재(210)에 결합되는 도전부(220)를 포함한다. 여기에서, 자석(120)은 상술한 것과 같다.
희생 양극재(210)는 철제 프레임(10)을 구성하는 복수의 철제 바(12) 중에서 서로 다른 철제 바(12a)(12b)에 각각 부착될 수 있도록 실질적으로 수직 배치되는 제 1 부착부(212) 및 제 2 부착부(214)를 포함한다. 제 1 부착부(212) 및 제 2 부착부(214) 각각에는 자석(120)이 배치된다. 제 1 부착부(212)는 그 끝단이 철제 프레임(10)을 구성하는 복수의 철제 바(12) 중에서 지면에 대해 실질적으로 수직 배치되는 철제 바(12a)에 부착될 수 있다. 그리고 제 2 부착부(214)는 그 끝단이 철제 프레임(10)을 구성하는 복수의 철제 바(12) 중에서 지면과 실질적으로 평행 배치되는 철제 바(12b)에 부착될 수 있다.
도전부(220)는 제 1 부착부(212) 및 제 2 부착부(214)가 철제 프레임(10)에 부착될 때 철제 프레임(10)에 접함으로써 철제 프레임(10)과 희생 양극재(210)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 도전부(220)는 희생 양극재(210)와 같은 소재, 또는 그 이외의 다양한 도전성 소재로 이루어져 전자가 이동할 수 있는 통로를 형성할 수 있다. 도전부(220)는 와이어 형태나, 평판 형태 등 철제 프레임(10)에 접하여 탄성 변형 가능한 형태를 가질 수 있다. 도전부(220)가 철제 프레임(10)에 접하여 탄성 변형되면 도전부(220)는 철제 프레임(10)에 더욱 안정적으로 접촉할 수 있다. 또한, 도전부(220)는 제 1 부착부(212)와 제 2 부착부(214)의 연결 부위에서 제 1 부착부(212) 및 제 2 부착부(214)에 대해 각각 경사진 방향으로 연장됨으로써, 철제 프레임(10)의 모서리부(13)에 원활하게 접촉할 수 있다.
본 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(200)는 자석(120)을 통해 철제 프레임(10)에 간단하게 부착됨으로써 철제 프레임(10)이 부식되는 것을 방지할 수 있다. 희생 양극재(210)에 의한 철제 프레임(10)의 부식 방지 원리는 상술한 것과 같다.
특히, 본 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(200)는 도전부(220)를 통해 철제 프레임(10)의 모서리부(13)에 형성되는 용접부(14)에 직접 접촉할 수 있다. 즉, 희생 양극재(210)의 구조 상 희생 양극재(210)는 철제 프레임(10)의 모서리부(13)에 형성되는 용접부(14)에 직접 접촉하는데 어려움이 있으나, 본 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(200)는 도전부(220)를 이용함으로써 철제 프레임(10)의 모서리부(13)에 형성되는 용접부(14)에 직접 접촉할 수 있다. 따라서, 용접부(14)에서의 부식 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다. 도시된 것과 같이, 용접부(14)에 철제 프레임(10)의 표면에서 돌출되는 용접 비드가 존재하는 경우, 도전부(220)가 용접 비드에 직접 접촉할 수 있다. 용접 비드는 다양한 크기로 형성될 수 있는데, 도전부(220)는 탄성 변형됨으로써 희생 양극재(210)가 철제 프레임(10)에 부착된 상태에서 다양한 크기의 용접 비드와 원활하게 접촉할 수 있다.
본 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(200)를 이용하여 철제 프레임(10)의 부식을 방지하는 방법에 있어서, 철제 프레임의 부식방지 장치(200)를 용접부(14)에 인접하도록 배치하여 철제 프레임(10)에 대한 더욱 효과적인 부식 방지가 가능하다. 특히, 도전부(220)가 용접부(14)에 접촉하도록 철제 프레임의 부식방지 장치(200)를 철제 프레임(10)에 설치함으로써, 용접부(14)에서의 부식 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
도면에는 희생 양극재(210)가 대략 "ㄱ"자로 꺾인 모양을 갖는 것으로 나타냈으나, 희생 양극재(210)의 형상이나 자석(120)의 개수, 자석(120)의 배치 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 도전부(220)의 형상이나, 개수, 희생 양극재(210) 상의 연결 위치도 다양하게 변경될 수 있다.
도 4 내지 도 6에 나타낸 철제 프레임의 부식방지 장치(300)는 철제 프레임(10)을 구성하는 철(Fe)보다 이온화 경향이 큰 저전위 금속으로 이루어지는 희생 양극재(310)와, 철제 프레임(10)에 분리 가능하게 결합될 수 있도록 희생 양극재(310)에 고정되는 자석(120)과, 희생 양극재(310)의 표면으로부터 외측으로 연장되도록 희생 양극재(310)에 결합되는 제 1 도전부(320) 및 제 2 도전부(325)를 포함한다. 여기에서, 자석(120)은 상술한 것과 같다.
제 1 도전부(320) 및 제 2 도전부(325)는 희생 양극재(310)가 철제 프레임(10)에 부착될 때 철제 프레임(10)에 접함으로써 철제 프레임(10)과 희생 양극재(310)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 제 1 도전부(320) 및 제 2 도전부(325)는 희생 양극재(310)와 같은 소재, 또는 그 이외의 다양한 도전성 소재로 이루어져 전자가 이동할 수 있는 통로를 형성할 수 있다.
제 1 도전부(320)는 희생 양극재(310)의 일측으로부터 외측으로 연장되도록 희생 양극재(310)에 탄성 변형 가능하게 결합된다. 제 1 도전부(320)는 와이어 형태나, 평판 형태 등 철제 프레임(10)에 접하여 탄성 변형 가능한 형태를 가질 수 있다.
제 2 도전부(325)는 희생 양극재(310)의 다른 일측으로부터 외측으로 연장되도록 희생 양극재(310)에 탄성 변형 가능하게 결합된다. 제 2 도전부(325)는 제 1 도전부(320)와 마찬가지로, 와이어 형태나, 평판 형태 등 철제 프레임(10)에 접하여 탄성 변형 가능한 형태를 가질 수 있다.
제 1 도전부(320)와 제 2 도전부(325)는 이들 사이에 철제 프레임(10)의 철제 바(12)가 위치할 수 있도록 상호 마주하여 배치된다. 제 1 도전부(220)와 제 2 도전부(220) 사이의 최소 간극은 철제 프레임(10)의 철제 바(12) 두께보다 작다. 따라서, 제 1 도전부(320) 및 제 2 도전부(325)는 이들 사이에 철제 바(12)가 위치할 때, 철제 바(12)에 각각 접촉하면서 탄성 변형될 수 있다. 도시된 것과 같이, 제 1 도전부(320)와 제 2 도전부(325)는 철제 바(12)의 표면에 안정적으로 접촉할 수 있도록 곡선 형태로 굽은 모양을 가질 수 있다.
이러한 본 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(300)는 자석(120)을 통해 철제 프레임(10)에 간단하게 부착됨으로써 철제 프레임(10)이 부식되는 것을 방지할 수 있다. 희생 양극재(310)에 의한 철제 프레임(10)의 부식 방지 원리는 상술한 것과 같다.
특히, 본 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(300)는 제 1 도전부(320) 및 제 2 도전부(325)를 통해 철제 프레임(10)의 철제 바(12)에 더욱 안정적으로 접촉 및 결합될 수 있다. 즉, 도 5에 나타낸 것과 같이, 자석(120)이 철제 바(12)에 부착될 때, 제 1 도전부(320)가 탄성 변형되면서 철제 바(12)의 일면에 압착되고, 제 2 도전부(325)가 탄성 변형되면서 철제 바(12)의 다른 일면에 압착된다. 따라서, 부식방지 장치(300)는 자석(120)의 자력과, 제 1 도전부(320) 및 제 2 도전부(325)의 탄성력에 의해 철제 바(12)에 안정적으로 부착될 수 있다. 또한, 제 1 도전부(320) 및 제 2 도전부(325)가 철제 바(12)에 접촉하여 희생 양극재(310)와 철제 바(12) 사이의 연결 면적이 증대됨으로써, 부식 방지 효율이 더욱 증대될 수 있다.
본 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(300)를 이용하여 철제 프레임(10)의 부식을 방지하는 방법에 있어서, 철제 프레임의 부식방지 장치(300)를 용접부(14)에 인접하도록 배치하여 철제 프레임(10)에 대한 더욱 효과적인 부식 방지가 가능하다. 또한, 제 1 도전부(320) 및 제 2 도전부(325)를 이용하여 철제 프레임의 부식방지 장치(300)를 단면 형상이 다양한 철제 바에 안정적으로 부착하여 부식 방지 효율을 증대시킬 수 있다.
예를 들어, 사용자는 도 6에 나타낸 것과 같이, 제 1 도전부(320) 및 제 2 도전부(325)를 이용함으로써 철제 프레임의 부식방지 장치(300)를 단면 형상이 원형인 철제 바(20)에도 안정적으로 부착할 수 있다. 희생 양극재(310)는 자석(120)의 자력만으로 단면 형상이 원형인 철제 바(20)에 안정적으로 부착되기 어려우나, 본 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(300)는 제 1 도전부(320)가 탄성 변형되면서 철제 바(20)의 일측에 밀착되고, 제 2 도전부(325)가 탄성 변형되면서 철제 바(20)의 다른 일측에 밀착됨으로써, 단면 형상이 원형인 철제 바(20)에 안정적으로 부착된 상태를 유지할 수 있다.
이 밖에, 사용자는 제 1 도전부(320) 및 제 2 도전부(325)를 이용함으로써, 부식방지 장치(300)를 단면 형상이 사각형, 원형 이외의 다양한 다른 형상인 다양한 철제 바에 안정적으로 부착하여 사용할 수 있다.
본 실시예에서, 희생 양극재(310)의 형상이나 자석(120)의 개수, 자석(120)의 배치 구조, 도전부(320)(325)의 형상이나, 개수, 희생 양극재(310) 상의 연결 위치는 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
도 7 내지 도 9에 나타낸 철제 프레임의 부식방지 장치(400)는 철제 프레임(10)을 구성하는 철(Fe)보다 이온화 경향이 큰 저전위 금속으로 이루어지는 희생 양극재(410)와, 철제 프레임(10)에 분리 가능하게 결합될 수 있도록 희생 양극재(410)에 고정되는 자석(420)과, 희생 양극재(410)의 표면으로부터 외측으로 연장되도록 희생 양극재(410)에 결합되는 도전부(430)를 포함한다.
희생 양극재(410)는 상호 교차하도록 배치되는 두 개의 철제 바와 모두 접촉할 수 있도록 원통 모양으로 이루어진다. 도 8에 나타낸 것과 같이, 희생 양극재(410)가 철제 프레임(10)의 모서리부(13)에 가까이 배치될 때, 희생 양극재(410)는 실질적으로 수직 배치되는 두 개의 철제 바(12a)(12b)와 각각 접촉할 수 있다.
자석(420)은 철제 프레임(10)에 분리 가능하게 부착될 수 있도록 적어도 일부가 희생 양극재(410)의 표면에서 노출되도록 희생 양극재(410)에 결합된다. 자석(420)은 희생 양극재(410)가 접촉하는 두 개의 철제 바(12a)(12b)에 모두 부착될 수 있도록 아치형 모양으로 이루어진다. 자석(420)은 철제 프레임(10)에 부착될 때 희생 양극재(410)의 표면이 철제 프레임(10)의 표면에 안정적으로 접촉할 수 있도록 희생 양극재(410)의 표면에서 돌출되지 않는다.
도전부(430)는 희생 양극재(410)가 철제 프레임(10)에 부착될 때 철제 프레임(10)에 접함으로써 철제 프레임(10)과 희생 양극재(410)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 도전부(430)는 와이어 형태나, 평판 형태 등 철제 프레임(10)에 접하여 탄성 변형 가능한 형태를 가질 수 있다.
본 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(400)는 자석(420)을 통해 철제 프레임(10)에 간단하게 부착됨으로써 철제 프레임(10)이 부식되는 것을 방지할 수 있다. 희생 양극재(410)에 의한 철제 프레임(10)의 부식 방지 원리는 상술한 것과 같다.
특히, 본 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(400)는 철제 프레임(10)의 모서리부(13)에 인접 배치가 용이하다. 즉, 도 8에 나타낸 것과 같이, 부식방지 장치(400)는 희생 양극재(410)가 원통 형상으로 이루어지고, 자석(420)이 아치형 모양으로 이루어짐으로써, 실질적으로 수직 배치되는 두 개의 철제 바(12a)(12b) 사이의 모서리부(13)에 끼이는 형태로 철제 프레임(10)에 부착될 수 있다. 그리고 도전부(430)가 모서리부(13)에 형성되는 용접부(14)에 안정적으로 접촉할 수 있다. 도전부(430)는 탄성 변형 가능하므로 희생 양극재(410)가 철제 프레임(10)에 부착된 상태에서 다양한 크기의 용접 비드와 원활하게 접촉할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(400)는 도전부(430)가 탄성 변형 가능하기 때문에, 희생 양극재(410)가 철제 프레임(10)에 부착된 상태에서 희생 양극재(410)와 용접부(14) 사이의 간격이 다르더라도 도전부(430)가 용접부(14)와 안정적으로 접촉할 수 있다.
본 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(400)를 이용하여 부식을 방지하는 방법에 있어서, 철제 프레임의 부식방지 장치(400)를 용접부(14)에 인접하도록 배치하여 철제 프레임(10)에 대한 더욱 효과적인 부식 방지가 가능하다. 특히, 도전부(430)가 용접부(14)에 접촉하도록 철제 프레임의 부식방지 장치(400)를 철제 프레임(10)에 설치함으로써 용접부(14)에서의 부식 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 사용자는 본 실시예에 따른 철제 프레임의 부식방지 장치(400)를 이용하여 철제 프레임의 부식을 방지함에 있어서, 부식방지 장치(400)를 다양한 각도로 연결되는 철제 바 사이의 모서리부에 배치할 수 있다. 예를 들어, 도 9에 나타낸 것과 같이, 두 개의 철제 바(12a)(12c)가 경사지게 연결되고, 이들 두 개의 철제 바(12a)(12c) 사이의 모서리부(13)에 용접부(14)가 형성되는 경우, 사용자는 하나의 철제 바(12a)가 희생 양극재(410)의 일측 및 자석(420)의 일측에 접하고, 다른 하나의 철제 바(12c)가 희생 양극재(410)의 다른 일측 및 자석(420)의 다른 일측에 접하도록 부식방지 장치(400)를 두 개의 철제 바(12a)(12c) 사이에 끼이는 형태로 배치하여 철제 프레임에 부착할 수 있다. 그리고 도전부(430)를 용접부(14)에 접촉시킴으로써, 희생 양극재(410)와 철제 프레임(10) 사이의 연결 면적을 늘리고 부식 방지 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서, 희생 양극재(410)의 형상, 자석(420)의 형상이나 개수, 배치 구조, 도전부(430)의 형상이나, 개수, 희생 양극재(410) 상의 연결 위치는 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 희생 양극재는 원통 형상 이외의 다양한 다른 형상을 가질 수 있고, 자석도 전체적으로 아치형 모양으로 이루어지지 않고, 적어도 일부가 아치형 모양으로 이루어지거나, 또는 상호 교차하도록 배치되는 두 개의 철제 바에 부착될 수 있도록 복수 개가 희생 양극재에 결합될 수 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도면에는 희생 양극재를 철제 프레임에 부착하기 위해 희생 양극재에 결합되는 고정기구로서 자석을 이용하는 것으로 나타냈으나, 고정기구는 자석 이외에, 볼트, 벨크로, 등 철제 프레임에 분리 가능하게 결합되어 희생 양극제를 철제 프레임에 부착된 상태로 고정할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10 : 철제 프레임 12, 12a, 12b, 12c : 철제 바
13 : 모서리부 14 : 용접부
100, 200, 300, 400 : 철제 프레임의 부식방지 장치
110, 210, 310, 410 : 희생 양극재 120, 420 : 자석
220, 430 : 도전부 212, 214 : 제 1, 2 부착부
320, 325 : 제 1, 2 도전부

Claims (10)

  1. 복수의 철제 바가 용접된 철제 프레임에 결합되어 상기 철제 프레임의 부식을 방지하는 철제 프레임의 부식방지 장치로서,
    상기 철제 프레임을 구성하는 철보다 이온화 경향이 큰 저전위 금속으로 이루어지는 희생 양극재;
    상기 철제 프레임에 분리 가능하게 부착될 수 있도록 상기 희생 양극재에 결합되는 고정기구; 및
    상기 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 표면으로부터 외측으로 연장되도록 상기 희생 양극재에 결합되는 도전부;를 포함하고,
    상기 희생 양극재는, 끝단이 상기 철제 프레임을 구성하는 복수의 철제 바 중에서 어느 하나의 철제 바에 부착되는 제 1 부착부와, 상기 철제 프레임을 구성하는 복수의 철제 바 중에서 상기 제 1 부착부가 부착되는 철제 바와 실질적으로 수직 배치되는 다른 철제 바에 그 끝단이 부착될 수 있도록 상기 제 1 부착부에 대해 실질적으로 수직 배치되는 제 2 부착부를 포함하고,
    상기 고정기구는 상기 제 1 부착부의 끝단 및 상기 제 2 부착부의 끝단에 각각 배치되는 자석이며,
    상기 도전부는, 상기 희생 양극재 중에서 상기 제 1 부착부와 상기 제 2 부착부가 연결되는 부분에서 상기 제 1 부착부와 상기 제 2 부착부가 각각 부착되는 두 개의 철제 바가 교차하는 상기 철제 프레임의 모서리부를 향해 연장되되, 상기 철제 프레임에 접하여 탄성 변형 가능한 것을 특징으로 하는 철제 프레임의 부식방지 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 복수의 철제 바가 용접된 철제 프레임에 결합되어 상기 철제 프레임의 부식을 방지하는 철제 프레임의 부식방지 장치로서,
    상기 철제 프레임을 구성하는 철보다 이온화 경향이 큰 저전위 금속으로 이루어지는 희생 양극재;
    상기 철제 프레임에 분리 가능하게 부착될 수 있도록 상기 희생 양극재에 결합되는 고정기구;
    상기 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 일측으로부터 외측으로 연장되도록 상기 희생 양극재에 탄성 변형 가능하게 결합되는 제 1 도전부; 및
    상기 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 다른 일측으로부터 외측으로 연장되도록 상기 희생 양극재에 탄성 변형 가능하게 결합되는 제 2 도전부;를 포함하고,
    상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부는 상호 마주하도록 배치되되, 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부 사이의 최소 간극이 상기 철제 바의 두께보다 작아 상기 고정기구가 상기 철제 바에 결합될 때 상기 제 1 도전부와 상기 제 2 도전부는 상기 철제 바의 양측에 각각 접하여 탄성 변형되는 것을 특징으로 하는 철제 프레임의 부식방지 장치.
  5. 삭제
  6. 복수의 철제 바가 용접된 철제 프레임에 결합되어 상기 철제 프레임의 부식을 방지하는 철제 프레임의 부식방지 장치로서,
    상기 철제 프레임을 구성하는 철보다 이온화 경향이 큰 저전위 금속으로 이루어지는 희생 양극재;
    상기 철제 프레임에 분리 가능하게 부착될 수 있도록 상기 희생 양극재에 결합되고, 상기 철제 프레임을 구성하는 복수의 철제 바 중에서 상호 교차하도록 연결되는 두 개의 철제 바 중에서 어느 하나가 일측에 접하고 다른 하나가 또 다른 일측에 접합 수 있도록 적어도 일부분이 아치형으로 이루어지는 자석; 및
    상기 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 표면으로부터 상기 아치형의 자석이 접하는 두 개의 철제 바가 교차하는 상기 철제 프레임의 모서리부를 향해 연장되되, 상기 철제 프레임에 접하여 탄성 변형 가능한 도전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철제 프레임의 부식방지 장치.
  7. 복수의 철제 바가 용접된 철제 프레임의 부식을 방지하기 위한 철제 프레임의 부식방지 방법으로서,
    (a) 상기 철제 프레임을 구성하는 철보다 이온화 경향이 큰 저전위 금속으로 이루어지는 희생 양극재와, 상기 철제 프레임에 분리 가능하게 부착될 수 있도록 상기 희생 양극재에 결합되는 고정기구를 포함하는 복수의 부식방지 장치를 준비하는 단계; 및
    (b) 상기 복수의 부식방지 장치를 각각의 고정기구를 이용하여 상기 철제 프레임의 용접부에 인접하도록 상기 철제 프레임의 복수의 개소에 부착하는 단계;를 포함하고,
    상기 (a) 단계에서, 상기 복수의 부식방지 장치 중 적어도 하나는, 상기 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 일측으로부터 외측으로 연장되도록 상기 희생 양극재에 탄성 변형 가능하게 결합되는 제 1 도전부와, 상기 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 다른 일측으로부터 외측으로 연장되도록 상기 희생 양극재에 탄성 변형 가능하게 결합되는 제 2 도전부를 포함하고,
    상기 (b) 단계에서, 상기 제 1 도전부 및 상기 제 2 도전부를 포함하는 부식방지 장치를 상기 제 1 도전부 및 상기 제 2 도전부가 상기 철제 바의 양측에 각각 접하여 탄성 변형되도록 상기 철제 프레임에 부착하는 것을 특징으로 하는 철제 프레임의 부식방지 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 복수의 철제 바가 용접된 철제 프레임의 부식을 방지하기 위한 철제 프레임의 부식방지 방법으로서,
    (a) 상기 철제 프레임을 구성하는 철보다 이온화 경향이 큰 저전위 금속으로 이루어지는 희생 양극재와, 상기 철제 프레임에 분리 가능하게 부착될 수 있도록 상기 희생 양극재에 결합되는 고정기구를 포함하는 복수의 부식방지 장치를 준비하는 단계; 및
    (b) 상기 복수의 부식방지 장치를 각각의 고정기구를 이용하여 상기 철제 프레임의 용접부에 인접하도록 상기 철제 프레임의 복수의 개소에 부착하는 단계;를 포함하고,
    상기 (a) 단계에서, 상기 복수의 부식방지 장치 중 적어도 하나는, 이에 구비되는 고정기구가 아치형의 자석이고, 철제 프레임에 접하여 상기 철제 프레임과 상기 희생 양극재를 전기적으로 연결하기 위해 상기 희생 양극재의 표면으로부터 외측으로 연장되도록 상기 희생 양극재에 결합되는 도전부를 포함하며,
    상기 (b) 단계에서, 상기 아치형의 자석을 갖는 부식방지 장치를 상기 아치형의 자석이 상호 교차하도록 연결되는 두 개의 철제 바에 모두 접하고, 상기 도전부가 상기 아치형의 자석이 접하는 두 개의 철제 바가 연결되는 모서리부에 접촉하도록 상기 철제 프레임에 부착하는 것을 특징으로 하는 철제 프레임의 부식방지 방법.
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