KR102200655B1

KR102200655B1 - 개선된 블라스트 세척장치

Info

Publication number: KR102200655B1
Application number: KR1020200070776A
Authority: KR
Inventors: 신현남
Original assignee: 신현남
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2020-06-11
Publication date: 2021-01-11

Abstract

본 발명은 전체적인 장치의 분사속도 및 분사력이 크게 향상되며 연마재의 공급도 원활한 개선된 블라스트 세척장치에 관한 것으로, 연마재를 공급하는 제1 공급부; 세척수를 공급하는 제2 공급부; 제1 및 제2 공급부의 각각의 토출량을 제어하는 제1 및 제2 밸브; 제1 공급부로부터의 연마재와 제2 공급부로부터의 세척수를 혼합하여 세척재료로서 배출시키는 믹싱부; 믹싱부를 경유하여 유입되는 세척재료의 유속을 증가시키는 가속부; 및 가속부의 배출구에 연결되어 가속부를 통해 가속된 세척재료를 세척대상물로 분사하는 분사부를 포함하여 구성된다.

Description

개선된 블라스트 세척장치{IMPROVED BLAST CLEANING DEVICE}

본 발명은 블라스트 공법을 이용하여 도로 시설물이나 건물의 외벽 등을 용이하게 세척하기 위한 블라스트 세척장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전체적인 장치의 분사속도 및 분사력이 크게 향상되며 연마재의 공급도 원활한 개선된 블라스트 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로, 블라스트 공법은 노즐에서 연마재를 분사하여 소재 표면을 다듬거나 절삭하는 공법을 의미한다.

이러한 블라스트 공법으로는 연마재와 물을 혼합한 뒤 노즐을 통해 분사하여 가공하는 습식 블라스트와, 고압의 에어를 이용하여 연마재만 노즐을 통해 분사하는 건식 블라스트가 있으며, 건식 블라스트의 경우 분진 등이 많이 발생되는 단점이 있고, 습식 블라스트의 경우 건식 블라스트에 비해 가공성은 떨어지지만 연마재가 물과 혼합되어 소재의 표면에 닿기 때문에 표면이 매끄럽게 가공된다는 장점이 있다.

최근에는 이와 같은 블라스트 공법이 건물, 도로 시설물 등의 세척이나 페인트의 제거에 활용하는 장치들이 개발되고 있다.

국내 등록특허 제10-1789244호에는 베이킹소다를 포함하는 습식 블라스트 공법을 이용한 세척장치 및 세척방법을 개시하고 있으나, 에어컴프레서에 의해 공급되는 압축 공기만을 이용하여 세척재료(연마재, 세척수를 포함함)의 분사 및 공급이 둘다 이루어지므로 전체적인 장치의 분사속도 및 분사력이 저하될 뿐만 아니라 연마재의 공급도 원활하지 못한 단점이 있었다.

KR

10-1789244

B1

본 발명의 목적은 전체적인 장치의 분사속도 및 분사력이 크게 향상되며 연마재의 공급도 원활한 개선된 블라스트 세척장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명의 일측면에 따르면, 개선된 블라스트 세척장치는, 연마재를 공급하는 제1 공급부(200); 세척수를 공급하는 제2 공급부(300); 상기 제1 및 제2 공급부(200, 300)의 각각의 토출량을 제어하는 제1 및 제2 밸브(210, 310); 상기 제1 공급부(200)로부터의 연마재와 상기 제2 공급부(300)로부터의 세척수를 혼합하여 세척재료로서 배출시키는 믹싱부(400); 상기 믹싱부(400)를 경유하여 유입되는 세척재료의 유속을 증가시키는 가속부(500); 및 상기 가속부(500)의 배출구에 연결되어 상기 가속부(500)를 통해 가속된 세척재료를 세척대상물로 분사하는 분사부(600)를 포함하며, 상기 분사부(600)는 파이프 또는 호스 형태의 분사관(610)과, 상기 분사관(610)과 나사결합에 의해 서로 결합되는 노즐부(620)로 구성되고, 상기 가속부(500)는 상부가 넓고 하부가 좁은 공간을 형성하는 테이퍼 형태로 형성되고 내주면에는 나선형 유도홈(530)이 형성되어 있고, 상기 믹싱부(400)는, 연마재와 세척수가 혼합되는 혼합본체(401)와, 상기 혼합본체(401)의 외면에 구비되어 본체 내부로 열을 전달하는 제1 히터 및 제2 히터(403, 405)와, 상기 혼합본체(401)의 내부에 구비되어 연마재와 세척수를 혼합하는 교반수단(407)을 포함하며, 상기 제1 히터(403)는 고온히터이고 상기 제2 히터(405)는 저온히터이며, 상기 교반수단(407)은 회전축(4071)이 수평으로 배치되는 교반날개(4073)를 포함하고, 상기 교반날개(4073)의 표면에는 교반을 용이하게 하는 다수의 돌기(4073a)가 형성되며, 상기 분사부(600)의 상기 노즐부(620) 전단에는 유사시 세척재료를 회수하도록 구성된 바이패스부(700)가 구비되어 있고, 상기 바이패스부(700)는, 상기 분사부(600)의 상기 분사관(610)과 연결된 분기관(710), 상기 분기관(710)과 연결되어 세척재료를 바이패스시키는 바이패스관(712), 바이패스 여부를 단속하는 바이패스 단속밸브(712a), 바이패스되는 세척재료를 회수하는 회수부(714), 상기 회수부(714) 내부를 저압 상태로 유지하는 음압 펌프(716)를 포함하여 구성되며, 상기 노즐부(620)의 분사관(610) 상에는 세척재료의 분사여부를 단속하는 분사단속밸브(610a)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따른 개선된 블라스트 세척장치에 의하면, 전체적인 장치의 분사속도 및 분사력이 크게 향상되며 연마재의 공급도 원활한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 개선된 블라스트 세척장치의 개략적인 구성도이고,
도 2는 도 1의 믹싱부의 개략적인 구성도이고,
도 3은 도 1의 가속부의 개략적인 구성도이고,
도 4는 도 1의 분사부를 구성하는 노즐부의 개략적인 구성도이며,
도 5는 도 1의 바이패스부의 개략적인 구성도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

이하 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 통해 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 개선된 블라스트 세척장치(100)는 크게 제1 공급부(200), 제2 공급부(300), 제1 밸브(210), 제2 밸브(310), 믹싱부(400), 가속부(500), 분사부(600), 바이패스부(700), 진동부(800)를 포함하여 구성된다.

제1 공급부(200)는 연마재를 공급하는 연마재 저장탱크일 수 있다.

여기서, 연마재는 세척대상물의 세척 또는 페인트 제거 등에 사용되는 것으로, 모래와 PS볼(Precious Slag Ball) 또는 그들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.

바람직하게, 본 발명에 따른 연마재는 호두껍질 분말, 살구씨 분말, 및 오징어뼈 분말의 혼합물로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 연마재는 굴껍질 분말, 숯가루 분말을 더 포함할 수 있다.

일례로, 연마재 조성물은 호두껍질 분말 7 내지 20중량부, 살구씨 분말 9 내지 34 중량부, 및 오징어뼈 분말 9 내지 34 중량부를 포함할 수 있다.

다른 일례로, 연마재 조성물은 호두껍질 분말 7 내지 20중량부, 살구씨 분말 9 내지 34 중량부, 오징어뼈 분말 9 내지 34 중량부, 굴껍질 분말 10 내지 20 중량부, 및 숯가루 분말 7 내지 15 중량부를 포함할 수 있다.

이들 호두껍질 분말, 살구씨 분말, 오징어뼈 분말, 굴껍질 분말, 숯가루 분말은 우수한 연마 특성을 가지고 있으며, 세척 후 잔류물이 남아 있어도 인체에 무해한 장점을 가진다.

제2 공급부(300) 세척수를 공급하는 세척수 저장탱크일 수 있다.

제1 밸브(210), 제2 밸브(310)는 각각 제1 및 제2 공급부(200, 300)의 각각의 토출량을 제어할 수 있다.

제1 밸브(210), 제2 밸브(310)는 연마재 및 세척수의 역류를 방지하기 위해 체크밸브로 구성될 수 있다.

믹싱부(400)는 제1 및 제2 밸브(210, 310)의 제어에 따라 제1 공급부(200)로부터 공급되는 연마재와 제2 공급부(300)로부터 공급되는 세척수를 혼합하여 세척재료로서 배출시킨다.

믹싱부(400)는 고압펌프(도시안됨)에 의해 연마재 및 세척수를 후술되는 가속부(500)에 공급할 수 있다. 이때, 고압펌프는 300㎏/㎠, 120∼150ℓ/min의 성능을 가질 수 있다.

도 2를 참조하면, 믹싱부(400)는 연마재와 세척수가 혼합되는 혼합본체(401)와, 혼합본체(401)의 외면에 구비되어 혼합본체(401) 내부로 열을 전달하는 제1 히터(403) 및 제2 히터(405)와, 혼합본체(401)의 내부에 구비되어 연마재와 세척수를 혼합하는 교반수단(407)을 포함하며, 여기서 제1 히터(403)는 고온히터이고 제2 히터(405)는 저온히터인 것을 특징으로 한다.

믹싱부(400)는 연마재와 세척수를 균일하게 혼합하고 점도 등을 일정하게 유지하는 기능을 가진다.

제1 밸브(210), 제2 밸브(310)에 의해 토출량이 제어되어 제1 및 제2 공급부(200, 300)로부터 공급되는 연마재와 세척수는 혼합본체(401) 내의 교반수단(407)에 의해 교반되어 후술되는 세척재료 공급관(402)을 통해 믹싱부(500)로 배출되고, 이때 제1 히터(403) 및 제2 히터(405)에 의해 가열된다.

여기서, 제1 히터(403)는 혼합본체(401)의 상부에 배치되고 70~90℃의 고온으로 가열하는 고온히터로서 구성되고, 연마재와 세척수의 혼합이 용이하도록 보조한다. 또한, 제2 히터(405)는 하부에 배치되고 40~50℃의 저온으로 가열하는 저온히터로서 구성되고, 연마재와 세척수의 점도가 일정하게 유지되도록 보조한다.

교반수단(407)은 회전축(4071)이 수평으로 배치되는 교반날개(4073)를 포함한다. 여기서, 교반날개(4073)의 표면에는 교반을 더욱 용이하게 하는 다수의 돌기(4073a)가 형성될 수 있다.

가속부(500)는 믹싱부(400)를 경유하여 유입되는 연마재 및 세척수의 세척재료의 유속을 증가시키는 역할을 한다.

도 3를 참조하면, 가속부(500)는 상부가 넓고 하부가 좁은 공간을 형성하는 테이퍼 형태의 원통이고, 그 상부에는 에어 공급관(510) 및 세척재료 공급관(402)이 각각 설치되고, 그 하부에는 세척재료 배출관(520)이 설치되며, 원통의 내주면에는 나선형 유도홈(530)이 형성되어 있다.

여기서, 에어 공급관(510)에는 에어 콤프레서와 같은 모터 등의 기계 동력을 이용하여 피스톤, 임펠러(impeller), 스크류(screw) 등으로 구성된 에어압축장치를 통해 에어를 압축시켜 공급하는 에어공급장치가 연결될 수 있다.

에어 공급관(510) 및 세척재료 공급관(402)으로 유입되는 에어와, 연마재 및 세척수의 세척재료는 중력에 의해 하부로 하강하고, 이때 원심력에 의해 유도홈(530)을 따라 선회하면서 유속이 가속되며, 세척재료 배출관(520)을 통해 배출된다.

분사부(600)는 가속부의 배출구에 연결되어 가속부를 통해 가속된 세척재료를 세척대상물로 분사한다.

분사부(600)는 파이프 또는 호스 형태의 분사관(610)과, 노즐부(620)로 구성된다. 여기서, 노즐부(620)는 노즐본체(621) 내의 나사산을 이용하여 분사관(610)과 나사결합에 의해 서로 결합될 수 있다.

도 4를 참조하면, 노즐부(620)는 노즐본체(621) 내의 통로와 연통하도록 구비되는 중심부의 하나의 메인노즐구(621a)와, 메인노즐구(621a)의 상,하측에 순차로 구비되는 제1, 제2 보조노즐구(621b, 621c)를 포함하고 있다.

메인노즐구(621a)를 통해 분사되는 세척재료(a1)는 이물질을 제거할 선택된 부분의 표면을 직접적으로 타격하여 이물질 제거 기능을 향상시킬 수 있다. 제1, 제2 보조노즐구(621b, 621c)를 통해 분사되는 세척재료(a2)는 메인노즐구(621a)를 통해 분사되는 세척재료(a1)가 이물질을 제거할 선택된 부분에 대해 수직한 방향으로 고속 분사될 수 있도록 유동 방향을 가이드하는 역할을 한다.

이때, 노즐부(620)의 메인노즐구(621a)와 제1, 제2 보조노즐구(621b, 621c)로부터 분사되는 세척재료(a1, a2)가 이물질을 제거할 선택된 부분에 충돌함에 따라 와류거동(V)과 같은 의도하지 않은 기류를 발생시켜 이물질의 제거율을 저하시킬 수 있다.

이를 방지하기 위해, 노즐부(620)의 외주 상에는 세척재료가 세척대상물의 선택된 부분을 향해 분사되는 동안 발생하는 와류성분을 선택된 부분을 향해 되돌리는 와류 저지부(622)를 더 포함할 수 있다.

와류 저지부(622)는 세척재료가 분사되는 방향에 직각이 되도록 노즐본체(621)의 외주 상에 수직으로 설치될 수 있으며, 그 크기는 분사량 등에 따라 적절히 조절가능함은 물론이다.

와류 저지부(622)의 상면에는 다수의 돌기(624)가 형성되어 있다.

다수의 돌기(624)는 유입되는 와류의 유동을 간섭방식으로 소멸시키는 역할을 한다.

돌기(624)는 주기적으로 형성된 요철구조를 포함하여 이루어진 소정 형상의 표면요철로 형성될 수 있다.

와류 저지부(622)는 제1, 제2 회전조절부(631, 633)에 의해 각도가 조절될 수 있다. 여기서, 제1 회전조절부(631)는 와류 저지부(622)의 전체적인 각도를 조절가능하도록 하고, 제2 회전조절부(633)는 와류 저지부(622)의 세부적인 각도를 조절가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 노즐부(620)의 전단에는 유사시 세척재료를 회수하도록 구성된 바이패스부(700)가 구비되어 있다.

도 5를 참조하면, 바이패스부(700)는 분사관(610)과 연결된 분기관(710), 분기관(710)과 연결되어 세척재료를 바이패스시키는 바이패스관(712), 바이패스 여부를 단속하는 바이패스 단속밸브(712a), 바이패스되는 세척재료를 회수하는 회수부(714), 회수부(714) 내부를 저압 상태로 유지하는 음압 펌프(716)(예: 진공펌프)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 노즐부(620)의 분사관(610) 상에는 세척재료의 분사여부를 단속하는 분사단속밸브(610a)가 구비될 수 있다.

바이패스부(700)는 유사시 바이패스관(712)을 개방함으로써 바이패스관(712)으로 우회된 세척재료를 회수하는 역할을 하며, 따라서 작업자가 위험 상태에서 빠르게 구출될 수 있도록 한다.

즉, 노즐부(620)의 분사관(610)을 통한 세척재료가 완전히 배출된 후에도 분사관(610) 내부에 남은 압축된 에어가 지속적으로 노즐부(620)를 통해 분사될 수 있다. 따라서, 분사되는 세척재료가 시야에서 사라진 경우라 하더라도, 작업이 완전하게, 안전한 상태로 종료되는 것이 아니며, 분사관(610) 내부의 압축된 에어까지 모두 배출되고난 후에야 블라스팅 작업이 최종적으로 종료되는 것이다. 노즐부(620)를 통해 분사되는 압축된 에어의 분사물은 시각적으로 용이하게 지각되기 어려워 작업자에게는 오히려 더 위험할 수 있다.

이때, 분사단속밸브(610a)를 폐쇄된 상태로 전환하고, 동시에 바이패스 단속밸브(712a)를 개방하게 되면, 음압 펌프(716)에 의해 회수부(714) 및 분기관(710) 내부에 압력 저하점이 생성되어 압축된 에어 및 잔류 세척물은 바이패스관(712)으로 우회되어 회수부(714)로 회수되며, 따라서 작업자의 안전이 보장될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 개선된 블라스트 세척장치(100)는 연마재와 세척수의 세척재료가 가속부(500)의 벽면에 부착되는 것을 방지하기 위하여 별도의 진동부(800)를 설치할 수 있다.

진동부(800)는 가속부(500)의 일측에 연결되어 가속부(500)의 진동을 실시하고, 이에 따라 가속부(500)는 가속 중에 계속하여 일정한 진동 폭 및 주기로 상하 또는 좌우 방향으로 진동하게 되며, 그결과 세척재료가 가속부(500)의 벽면에 부착되는 것이 미연에 방지될 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

200 : 제1 공급부 300 : 제2 공급부
210 : 제1 밸브 310 : 제2 밸브
400 : 믹싱부 500 : 가속부
600 : 분사부 700 : 바이패스부
800 : 진동부

Claims

연마재를 공급하는 제1 공급부(200);
세척수를 공급하는 제2 공급부(300);
상기 제1 및 제2 공급부(200, 300)의 각각의 토출량을 제어하는 제1 및 제2 밸브(210, 310);
상기 제1 공급부(200)로부터의 연마재와 상기 제2 공급부(300)로부터의 세척수를 혼합하여 세척재료로서 배출시키는 믹싱부(400);
상기 믹싱부(400)를 경유하여 유입되는 세척재료의 유속을 증가시키는 가속부(500); 및
상기 가속부(500)의 배출구에 연결되어 상기 가속부(500)를 통해 가속된 세척재료를 세척대상물로 분사하는 분사부(600)를 포함하며,
상기 분사부(600)는 파이프 또는 호스 형태의 분사관(610)과, 상기 분사관(610)과 나사결합에 의해 서로 결합되는 노즐부(620)로 구성되고,
상기 가속부(500)는 상부가 넓고 하부가 좁은 공간을 형성하는 테이퍼 형태로 형성되고 내주면에는 나선형 유도홈(530)이 형성되어 있고,
상기 믹싱부(400)는,
연마재와 세척수가 혼합되는 혼합본체(401)와,
상기 혼합본체(401)의 외면에 구비되어 본체 내부로 열을 전달하는 제1 히터 및 제2 히터(403, 405)와,
상기 혼합본체(401)의 내부에 구비되어 연마재와 세척수를 혼합하는 교반수단(407)을 포함하며,
상기 제1 히터(403)는 고온히터이고 상기 제2 히터(405)는 저온히터이며,
상기 교반수단(407)은 회전축(4071)이 수평으로 배치되는 교반날개(4073)를 포함하고, 상기 교반날개(4073)의 표면에는 교반을 용이하게 하는 다수의 돌기(4073a)가 형성되며,
상기 분사부(600)의 상기 노즐부(620) 전단에는 유사시 세척재료를 회수하도록 구성된 바이패스부(700)가 구비되어 있고,
상기 바이패스부(700)는,
상기 분사부(600)의 상기 분사관(610)과 연결된 분기관(710), 상기 분기관(710)과 연결되어 세척재료를 바이패스시키는 바이패스관(712), 바이패스 여부를 단속하는 바이패스 단속밸브(712a), 바이패스되는 세척재료를 회수하는 회수부(714), 상기 회수부(714) 내부를 저압 상태로 유지하는 음압 펌프(716)를 포함하여 구성되며, 상기 노즐부(620)의 분사관(610) 상에는 세척재료의 분사여부를 단속하는 분사단속밸브(610a)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 개선된 블라스트 세척장치.
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