KR102551619B1 - 콘크리트 지주대 원심 성형 장치와 성형 방법 및 이로부터 제조되는 콘크리트 지주대 - Google Patents

Abstract

고속 회전에 의한 원심력으로 고강도의 지주대를 제조할 수 있도록, 내부에 빈 공간을 갖는 회전체, 상기 회전체 중심축에 연결되어 상기 회전체를 회전시키기 위한 회전구동부, 상기 회전체 내주면에 설치되고 회전체 중심을 향하는 내측 상단은 콘크리트 주입을 위해 개방되고 내부에는 지주대 성형을 위한 몰드가 고정되어 상기 회전체 내주면에 원주방향을 따라 배치되는 복수개의 고정케이스, 상기 회전체 회전 상태에서 상기 고정케이스 내부의 몰드로 콘크리트를 주입하기 위한 주입부를 포함하는 콘크리트 지주대 원심 성형 장치를 제공한다.

Description

콘크리트 지주대 원심 성형 장치와 성형 방법 및 이로부터 제조되는 콘크리트 지주대{APPARATUS AND METHOD FOR CENTRIFUGAL MOLDING CONCRETE SUPPORT AND CONCRETE SUPPORT MANUFACTURED THEREFROM}

본 개시 내용은 콘크리트 지주대 원심 성형 장치와 성형 방법 및 이로부터 제조되는 콘크리트 지주대에 관한 것이다.

일반적으로, 지주대는 길게 연장되어 대상물을 지지하기 위한 구조물로, 두께나 길이에 따라 작물을 지탱해주거나 비닐하우스 등을 설치하는 용도에서부터, 철도 등 고중량물을 받쳐 지지하는 용도까지 다양하게 사용되고 있다.

예를 들어, 인삼밭을 포함하여 다양한 작물을 키우는 곳에서는 직경이 작고 긴 형태의 지주대가 사용된다. 이러한 지주대는 통상 나무나 플라스틱으로 제조되고 있다. 그러나, 나무나 플라스틱의 경우 흙이나 햇빛 등에 의해 썩거나 변형되는 등 쉽게 손상되어 오랜 기간 사용이 어렵다.

부식에 강한 콘크리트를 이용하여 지주대를 제조할 수 있으나 길이가 길어지면 잘 부러질 수 있어 고강도의 지주대 제조가 쉽지 않다.

종래의 경우, 몰드를 회전시켜 원심력으로 콘크리트를 성형한 지주대가 개발되어 사용되고 있다. 그러나, 이렇게 제조되는 지주대는 원통 형태로 내부가 빈 중공 구조를 이룸에 따라, 대형 크기의 지주대를 제조하는 데는 적합하나, 작은 크기의 지주대를 제조하는 데는 어려움이 있다.

또한, 종래의 구조는 롤러를 회전시켜 롤러에 접한 몰드를 회전시키는 구조로, 원심력을 높이는 데 한계가 있어 고강도의 지주대를 제조하기 어렵다.

본 과제는 내부가 비지 않은 구조의 지주대를 원심력을 이용하여 용이하게 제조할 수 있도록 된 콘크리트 지주대 원심 성형 장치와 성형 방법 및 이로부터 제조되는 콘크리트 지주대를 제공하는 것이다.

본 과제는 고속 회전에 의한 원심력으로 고강도의 지주대를 제조할 수 있도록 된 콘크리트 지주대 원심 성형 장치와 성형 방법 및 이로부터 제조되는 콘크리트 지주대를 제공하는 것이다.

본 과제는 고속 원심력 하에서도 내부 심재의 유동을 억제하여 불량없이 정밀하게 제조할 수 있도록 된 콘크리트 지주대 원심 성형 장치와 성형 방법 및 이로부터 제조되는 콘크리트 지주대를 제공하는 것이다.

본 과제는 대량의 지주대를 보다 짧은 시간 내에 한 번에 제조할 수 있도록 된 콘크리트 지주대 원심 성형 장치와 성형 방법 및 이로부터 제조되는 콘크리트 지주대를 제공하는 것이다.

본 구현예의 성형 장치는, 내부에 빈 공간을 갖는 회전체, 상기 회전체 중심축에 연결되어 상기 회전체를 회전시키기 위한 회전구동부, 상기 회전체 내주면에 설치되고 회전체 중심을 향하는 내측 상단은 콘크리트 주입을 위해 개방되고 내부에는 지주대 성형을 위한 몰드가 고정되어 상기 회전체 내주면에 원주방향을 따라 배치되는 복수개의 고정케이스, 상기 회전체 회전 상태에서 상기 고정케이스 내부의 몰드로 콘크리트를 주입하기 위한 주입부를 포함할 수 있다.

상기 고정케이스는 상기 회전체의 축방향으로 연장되고, 회전체 내주면에 착탈가능하게 설치될 수 있다.

상기 주입부는 상기 각 고정케이스와 대응되는 위치에 각각 배치되고 고정케이스에서 이격되어 회전체 내부에 축방향을 따라 연장 설치되는 지지대, 상기 지지대에 설치되어 회전체 축방향으로 연장된 레일, 상기 레일을 따라 이동가능하게 설치되어 내부에 수용된 콘크리트를 운반하며 내측 상단과 외측 하단에 각각 입구와 출구를 형성하여 외부의 공급배관에서 입구로 공급된 콘크리트를 받아 상기 고정케이스 상부를 따라 이동하면서 출구를 통해 몰드로 공급하는 운송박스를 포함할 수 있다.

상기 운송박스는 상기 레일에 착탈 가능하게 결합되어 상기 회전체에 선택적으로 설치될 수 있다.

상기 운송박스는 레일을 따라 운송박스를 왕복 이동시키기는 주행부를 더 포함할 수 있다.

상기 고정케이스는 바닥면을 이루어 몰드의 하단을 받쳐 지지하는 바닥판과 양 측면을 이루어 몰드의 측단을 지지하는 측판, 축방향을 따라 양 선단에 설치되어 몰드의 축방향 양 선단을 지지하는 지지판을 포함할 수 있다.

상기 고정케이스는 상기 바닥판에 설치되어 몰드의 하단과 바닥판 사이를 실링하여 콘크리트의 유출을 차단하는 바닥실링판, 상기 지지판과 몰드 양 선단 사이에 설치되어 몰드의 양 선단과 지지판 사이를 실링하여 몰드 선단으로부터 콘크리트의 유출을 차단하는 선단실링판을 더 포함할 수 있다.

상기 몰드는 양 측면을 이루는 두 개의 수직판, 상기 두 수직판 사이에 설치되고 상하방향을 따라 간격을 두고 배치되어 그 사이에 콘크리트가 채워지는 지주대 형태의 공간을 형성하는 복수개의 수평부재를 포함할 수 있다.

상기 수평부재는 축방향을 따라 길게 연장되고 전면에는 콘크리트가 주입되는 복수개의 주입홀이 간격을 두고 관통 형성될 수 있다.

상기 수평부재는 중간부분이 축방향을 따라 절단되어 두 개로 분리된 구조일 수 있다.

상기 수평부재는 분리된 절단면에 서로 맞물리는 요부와 철부가 대향 형성된 구조일 수 있다.

상기 수평부재는 테프론 재질로 형성될 수 있다.

상기 고정케이스는 상기 몰드 내측에 축방향으로 연장되어 콘크리트 속에 삽입되는 심재에 장력을 가해 몰드 중심에 위치시키기 위한 고정부를 더 포함할 수 있다.

상기 고정부는 상기 심재의 선단을 클램핑하여 상기 지지판에 형성된 홀을 통해 지지판 외측으로 돌출되는 클램핑바, 상기 클램핑바의 외주면에 형성된 수나사에 나사 체결되고 상기 지지판 외측에 지지되어 클램핑바를 당겨주는 체결너트를 포함할 수 있다.

상기 클램핑바는 일측 선단에 상기 심재 선단이 끼워지는 삽입홈이 형성되고, 삽입홈 내주면에는 상기 심재 외주면에 돌출 형성된 주름과 맞물리는 홈부가 형성되고, 타측 선단에는 외주면에 수나사가 형성되며, 반원 단면 형태로 분할되어 심재를 사이에 두고 서로 맞물려 심재를 고정하는 구조일 수 있다.

본 구현예의 성형 방법은 지주대 형성 몰드가 장착된 고정케이스를 원통형 회전체 내주면을 따라 설치하는 단계, 회전체의 고정케이스 내부로 콘크리트를 주입하는 단계, 콘크리트 주입 완료 후 회전체를 고속 회전시켜 콘크리트를 몰드 내부에 고압으로 다져주는 성형단계, 회전체에서 고정케이스를 인출하고 몰드에서 성형된 지주대를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 성형 방법은 몰드에서 분리된 지주대와 지주대 사이의 연결부를 절단하여 각각의 지주대로 분할하는 절단 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 콘크리트 주입 단계는, 회전체의 내부 지지대에 설치되어 고정케이스 상단을 따라 연장된 레일에 콘크리트 운송을 위한 운송박스를 설치하는 단계, 회전체를 회전시키는 단계, 회전체 외측에 배치된 공급배관을 통해 공급배관 아래를 지나는 운송박스 내부로 콘크리트를 공급하는 단계, 레일을 따라 운송박스를 이동시키면서 운송박스 출구를 통해 고정케이스 내부의 몰드로 콘크리트를 배출하여 몰드 내에 채우는 단계를 포함할 수 있다.

상기 성형 방법은 지주대에 설치되는 심재를 몰드 내측에 축방향으로 배치하여 고정하는 단계, 심재를 당겨 장력을 부여하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 구현예의 지주대는 상기한 장치 또는 방법을 통해 제조될 수 있다.

본 구현예의 지주대는 원심력에 의해 다져져 내부가 채워진 구조이고, 측면에는 두 지지대 사이를 연결하는 연결부를 절단한 커팅면이 형성된 구조일 수 있다.

상기 연결부는 지주대에서 외측으로 돌출되어 형성될 수 있다.

상기 지주대는 내부에 축방향을 따라 삽입된 심재를 더 포함할 수 있다.

본 구현예의 의하면, 원심력을 이용하여 내부가 채워진 고강도의 지주대를 용이하게 제조할 수 있게 된다.

고속 회전이 가능하여, 보다 높은 원심력을 가함으로써, 80MP 이상의 강도를 갖는 콘크리트 지주대를 제조할 수 있게 된다.

강도 보강을 위해 지주대 내부에 삽입되는 심재에 장력을 가해 몰드 내에 단단히 고정시킴으로써, 원심력을 가하는 상태에서 심재가 유동되거나 외측으로 늘어지는 것을 방지하고 정확히 중심에 위치하여 성형이 이루어질 수 있다. 이에, 지주대의 제조 불량을 방지하고 심재가 제대로 설치된 고 품질의 지주대를 제조할 수 있다.

대량의 지주대를 동시에 성형 제조할 수 있어, 제조된 지주대를 쉽게 탈형할 수 있어, 제조에 소요되는 비용과 노력 및 시간을 줄이고 생산성을 극대화할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예의 콘크리트 지주대 원심 성형 장치를 도시한 개략적인 측단면도이다.
도 2는 본 실시예의 콘크리트 지주대 원심 성형 장치를 도시한 개략적인 정면도이다.
도 3은 본 실시예의 콘크리트 지주대 원심 성형 장치에 설치되는 고정케이스를 도시한 개략적인 정단면도이다.
도 4는 본 실시예의 콘크리트 지주대 원심 성형 장치에 설치되는 몰드를 도시한 개략적인 도면이다.
도 5는 본 실시예의 몰드의 작용을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 6은 본 실시예의 콘크리트 지주대 원심 성형 장치에서 심재의 고정 구조를 도시한 개략적인 도면이다.
도 7는 본 실시예예에 따라 제조되는 지주대를 도시한 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

도 1과 도 2는 본 실시예의 콘크리트 지주대 원심 성형 장치의 구조를 나타내고 있다.

이하 설명에서, 도 1의 x축 방향을 축방향이라 하고, y축 방향을 따라 위쪽을 상 또는 상부라 하며, 아래쪽을 하 또는 하부라 한다. 또한, 도 2에서 회전체 중심 쪽을 내측방향 또는 중심방향이라 하고 반대쪽을 외측방향 또는 방사방향이라 한다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 성형 장치(100)는 내부에 빈 공간을 갖는 회전체(10), 상기 회전체(10)의 중심축(12)에 연결되어 상기 회전체(10)를 회전시키기 위한 회전구동부(20), 상기 회전체(10) 내주면에 설치되고 회전체(10) 중심을 향하는 내측 상단은 콘크리트 주입을 위해 개방되고 내부에는 지주대(200) 성형을 위한 몰드(40)가 고정되어 상기 회전체(10) 내주면에 원주방향을 따라 배치되는 복수개의 고정케이스(30), 상기 회전체(10) 회전 상태에서 상기 고정케이스(30) 내부의 몰드(40)로 콘크리트를 주입하기 위한 주입부(50)를 포함할 수 있다.

이에, 회전체(10)를 고속으로 회전시켜 회전체(10) 내주면에 설치된 몰드(40)에 원심력을 가함으로써, 내부가 고압으로 압축된 고강도의 지주대(200)를 용이하게 제조할 수 있게 된다.

회전체(10)는 내부에 설치되는 고정케이스(30)의 개수나 지주대(200)의 크기 등에 따라 다양한 길이와 직경으로 형성될 수 있다.

회전체(10)는 원통 형태를 이룰 수 있다. 회전체(10)의 중심에는 축방향을 따라 중심축(12)이 설치된다. 중심축(12)은 회전체(10)에 복수개의 리브(14)를 매개로 고정 설치될 수 있다.

회전체(10) 내측에는 회전체(10) 내주면에서 이격되어 지지대(51)가 설치될 수 있다. 지지대(51)는 후술하는 주입부(50)의 운송박스 장착을 위한 것으로, 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하도록 한다.

회전축의 양 선단은 회전체(10) 선단에서 외측으로 연장되어 외부 설비나 지면 등에 회전가능하게 축지지된다.

이에, 회전체(10)는 중심축(12)을 중심으로 회전될 수 있다.

회전체(10)의 내주면에는 고정케이스(30)가 설치되는 위치에 맞춰 고정케이스(30)가 안착되는 장착면(16)이 구비될 수 있다. 장착면(16)은 각 위치에서 회전체(10) 축방향을 따라 연장형성되어 고정케이스(30)를 안정적으로 받쳐 지지할 수 있다. 장착면(16)에는 고정케이스(30)를 착탈가능하게 고정시키기 위한 고정수단이 더 마련될 수 있다.

고정수단은 예를 들어, 직각으로 절곡된 채널이 장착면*16)과 고정케이스(30) 하단에 맞물리도록 설치되어 축방향을 따라 연장된 구조로 고정케이스(30)가 채널을 따라 끼워져 설치되는 구조일 수 있다. 고정수단은 고정케이스(30)를 착탈가능하게 고정하는 구조면 다양하게 변형될 수 있다.

회전체(10)가 회전되면 회전체(10) 내주면에 설치되어 중심축(12)에서 이격되어 있는 고정케이스(30)가 중심축(12)을 중심으로 회전되면서 원심력을 받게 된다. 이에, 고정케이스(30) 내부에 마련된 몰드(40)에 콘크리트가 고압으로 압축되면서 고강도의 지주대(200)를 형성하게 된다.

중심축(12)의 일단에는 회전구동부(20)가 연결되어 중심축(12)을 회전시킨다.

회전구동부(20)는 구동모터(22)와 구동모터(22)의 동력을 전달하기 위한 동력전달부(24)를 포함할 수 있다. 동력전달부(24)는 예를 들어 체인과 휠 또는 기어에 의한 동력 전달 구조일 수 있으며, 다양하게 변형될 수 있다. 구동모터(22)의 작동에 따라 중심축(12)이 회전되면서 중심축(12)을 중심으로 회전체(10)가 일방향으로 고속 회전되어 내주면에 설치된 몰드(40)에 원심력을 가하게 된다.

고정케이스(30)는 내부에 복수개의 몰드(40)를 지지하며, 몰드(40)를 회전체(10)의 내주면에 위치시킨다.

고정케이스(30)는 회전체(10) 축방향으로 길게 연장되고 내부에는 몰드(40)가 수용될 수 있는 공간을 갖는 사각의 박스형 구조물일 수 있다.

고정케이스(30)는 복수개가 회전체(10) 내주면에 원주방향을 따라 설치된다. 각 고정케이스(30)는 모두 동일한 구조로 이루어질 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 고정케이스(30)는 바닥면을 이루어 몰드(40)의 하단을 받쳐 지지하는 바닥판(31)과, 양 측면을 이루어 몰드(40)의 측단을 지지하는 측판(32), 축방향을 따라 양 선단에 설치되어 몰드(40)의 축방향 양 선단을 지지하는 지지판(33)을 포함할 수 있다.

고정케이스(30)의 크기나 축방향 길이는 몰드(40)에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

고정케이스(30)는 바닥판(31)과 측판(32) 및 지지판(33)에 의해 상부가 개방된 박스 형태를 이룬다. 개방된 상부를 통해 콘크리트가 공급될 수 있다. 콘크리트는 고정케이스(30) 내에 구비되어 있는 몰드(40)의 내부에 채워진다.

고정케이스(30)는 내부에 복수개의 몰드(40)를 한 번에 수용할 수 있다. 이에 다수개의 몰드(40)를 지지하여 많은 양의 지주대(200)를 제조할 수 있다.

측판(32) 중 일측 측판(32)은 바닥판(31)에 대해 회전가능하게 설치될 수 있다. 이에, 측판(32)을 개방하여 고정케이스(30) 내부에 복수개의 몰드(40)를 용이하게 적재하거나, 지주대(200) 제조 후 내부에서 몰드(40)를 용이하게 분리할 수 있다.

측판(32)과 바닥판(31) 및 지지판(33)은 원심력에 의한 고압으로부터 변형되지 않고 몰드(40)를 안정적으로 지지할 수 있도록 강성의 재질로 형성될 수 있다.

언급한 바와 같이, 고정케이스(30)는 회전체(10)의 장착면에 착탈가능하게 설치될 수 있다. 이에, 몰드(40)가 채워진 고정케이스(30)를 회전체(10)의 장착면에 결합하여 지주대(200)를 제조하고, 제조 후에는 장착면에서 고정케이스(30)를 탈거하여 몰드(40)를 분리할 수 있다.

본 실시예에서, 고정케이스(30)는 바닥판(31)에 설치되어 몰드(40)의 하단과 바닥판(31) 사이를 실링하여 콘크리트의 유출을 차단하는 바닥실링판(34), 지지판(33)과 몰드(40) 양 선단 사이에 설치되어 몰드(40)의 양 선단과 지지판(33) 사이를 실링하여 몰드(40) 선단으로부터 콘크리트의 유출을 차단하는 선단실링판(35)을 더 포함할 수 있다.

선단실링판(35)과 지지판(33) 사이에는 별도의 지지플레이트(36)가 더 설치될 수 있다. 지지플레이트(36)는 지지판(33)의 압력을 선단실링판(35) 전면으로 균일하게 전달하며, 선단실링판(35)의 국부적인 가압으로부터 선단실링판(35)을 보호하여, 선단실링판(35)의 손상을 방지한다.

바닥실링판(34)과 선단실링판(35)은 예를 들어 실리콘이나 고무 등의 재질로 형성되어 몰드(40)와 긴밀히 접하여 몰드(40) 하단과 선단을 실링할 수 있다. 이에, 몰드(40) 내부로 주입된 콘크리트가 고압에 의해 몰드(40) 하단이나 선단을 통해 유출되지 않는다.

주입부(50)는 회전체(10)에 설치된 각각의 고정케이스(30) 내부로 콘크리트를 공급한다.

본 실시예의 주입부(50)는 회전체(10)가 회전되는 상태에서 고정케이스(30) 내부의 몰드(40)로 콘크리트를 주입하는 구조로 되어 있다. 즉, 주입부(50)는 회전체(10)를 회전시켜 각 고정케이스(30)에 원심력을 가한 상태에서 콘크리트를 공급하게 된다.

이에, 회전체(10) 내주면에 설치된 고정케이스(30)는 원심력을 받게 되어 고정케이스(30)로 공급된 콘크리트는 고정케이스(30) 바닥쪽으로 쏠리게 된다. 따라서 원주방향을 따라 배치된 복수개의 고정케이스(30) 중 일측 고정케이스(30)가 위로 이동되어 뒤집혀진 상태에서도 콘크리트가 아래로 쏟아지지 않게 된다.

이를 위해, 본 실시예의 주입부(50)는 각 고정케이스(30)와 대응되는 위치에 각각 배치되고 고정케이스(30)에서 이격되어 회전체(10) 내부에 축방향을 따라 연장 설치되는 지지대(51), 지지대(51)에 설치되어 회전체(10) 축방향으로 연장된 레일(52), 레일(52)을 따라 이동가능하게 설치되어 내부에 수용된 콘크리트를 운반하며 내측 상단과 외측 하단에 각각 입구와 출구를 형성하여 외부의 공급배관(54)에서 입구로 공급된 콘크리트를 받아 고정케이스(30) 상부를 따라 이동하면서 출구를 통해 몰드(40)로 공급하는 운송박스(53)를 포함할 수 있다.

지지대(51)는 예를 들어, 회전체(10)보다 작은 직경으로 형성되어 회전체(10)와 동심원 상에 배치되는 원통형 구조물일 수 있다. 지지대(51)는 회전체(10)와 같이 축방향으로 연장 형성된다. 이에, 지지대(51)는 고정케이스(30)와 일정 거리 이격되어 고정케이스(30)를 따라 고정케이스(30)의 개방된 상부 위쪽에 배치될 수 있다.

지지대(51)의 외측면에는 회전체(10) 내주면을 따라 설치된 각각의 고정케이스(30)와 대응되는 위치에 맞춰 레일(52)이 설치된다. 레일(52)은 축방향을 따라 연장된다.

이에, 레일(52)에 결합된 운송박스(53)가 레일(52)을 따라 축방향으로 이동하면서 밑에 위치한 고정케이스(30)로 콘크리트를 공급할 수 있게 된다.

각 고정케이스(30)의 위치에 맞춰 설치된 각각의 레일(52)에 운송박스(53)가 설치된다. 이에, 운송박스(53)는 각 고정케이스(30) 상부에 개별적으로 위치하여 각 고정케이스(30)에 콘크리트를 공급한다.

운송박스(53)는 레일(52)에 착탈 가능하게 결합되어 회전체(10)에 선택적으로 설치될 수 있다. 이에, 고정케이스(30)에 콘크리트를 공급할 경우 운송박스(53)를 레일(52)에 장착하여 콘크리트 공급 작업을 수행할 수 있다. 고정케이스(30)에 대한 콘크리트 공급 작업이 완료되면 레일(52)에서 운송박스(53)를 분리하여 회전체(10)에서 제거할 수 있다. 따라서, 운송박스(53)가 제거된 상태로 회전체(10)를 용이하게 고속 회전시킬 수 있다.

레일(52)에 대한 운송박스(53)의 설치 구조는 다양하게 변형될 수 있다.

본 실시에에서, 운송박스(53)는 레일(52)을 따라 왕복 이동될 수 있도록 자체적으로 주행부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 주행부는 예를 들어, 레일(52)에 접하여 회전되는 휠과, 휠을 회전 구동하기 위한 모터를 포함할 수 있다. 모터의 구동력은 자체 구비된 전력을 이용하거나 외부에서 공급된 전력을 이용할 수 있다. 주행부는 레일(52)을 따라 운송박스(53)를 왕복 이동할 수 있는 구조면 다양하게 적용될 수 있다.

운송박스(53)는 내부에 콘크리트가 수용되는 공간을 구비하며, 중심축(12)을 향하는 내측방향 상단에는 콘크리트가 유입되는 입구가 형성되고 그 반대쪽 하단에는 콘크리트가 배출되는 출구가 형성된다.

운송박스(53)는 회전체(10) 선단에서 외측으로 돌출되어 입구가 회전체(10) 외측에 위치할 수 있다. 콘크리트를 공급하는 외부의 공급배관(54)은 y축 방향을 따라 하부쪽에 위치하며, 예를 들어 운송박스(53)의 입구 위치에 맞춰 입구 위쪽 위치할 수 있다. 이에, 공급배관(54)에서 배출되는 콘크리트는 공급배관(54) 아래를 지나는 운송박스(53)의 입구를 통해 운송박스(53) 내부로 공급될 수 있다.

회전체(10)가 계속 회전하는 상태에서 회전체(10)에 설치된 각각의 운송박스(53)가 공급배관(54) 밑을 지나면서 공급배관(54)으로부터 콘크리트를 공급받게 된다. 공급배관(54)으로부터 콘크리트를 공급받은 운송박스(53)는 레일(52)을 따라 축방향으로 이동하면서 콘크리트를 출구를 통해 배출한다. 출구를 통해 배출되는 콘크리트는 고정케이스(30) 내부로 주입된다. 이에, 축방향을 따라 고정케이스(30)에 전체적으로 콘크리트를 균일하게 주입할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 실시예의 주입부(50)는 회전체(10)가 회전되는 상태에서 각 고정케이스(30)로 콘크리트를 용이하게 주입할 수 있게 된다. 언급한 바와 같이 회전체(10)의 회전에 의해 운송박스(53)로 공급된 콘크리트에도 역시 원심력이 가해지는 상태이다. 이에, 운송박스(53)에서 고정케이스(30)에 공급된 콘크리트는 중심축(12)쪽으로 쏟아지지 않고 외측 방향으로 밀려나면서 고정케이스(30) 내부로 원활하게 주입된다.

주입부(50)를 통해 각각의 고정케이스(30)로 배출된 콘크리트는 고정케이스(30) 내에 마련된 몰드(40) 내부로 채워진다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 몰드(40)는 양 측면을 이루는 두 개의 수직판(41), 두 수직판(41) 사이에 설치되고 상하방향을 따라 간격을 두고 배치되어 그 사이에 콘크리트가 채워지는 지주대(200) 형태의 공간을 형성하는 복수개의 수평부재(42)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 몰드(40)는 고정케이스(30)의 바닥판(31)에 수직으로 세워져 배치되어 고정케이스(30)의 측판(32) 사이에 복수개가 적층되어 설치될 수 있다. 몰드(40)의 크기나 고정케이스(30) 내부에서의 적층 개수는 다양하게 변형될 수 있다.

수직판(41)은 예를 들어 강성을 갖는 철 재질의 판 구조물일 수 있다. 수직판(41)의 크기는 대략 고정케이스(30)의 내부 공간에 충분히 들어갈 수 있는 정도일 수 있다.

수평부재(42)는 수직판(41)을 따라 간격을 두고 배열 설치될 수 있다.

두 개의 수직판(41)과 두 개의 수평부재(42)에 의해 형성되는 내부 공간에 콘크리트가 채워지면서 지주대(200)를 형성한다. 수평부재(42)의 크기나 간격은 제조하고자 하는 지주대(200)의 크기에 따라 변형될 수 있다.

수평부재(42)는 수직판(41)에 볼트(43)를 매개로 고정 설치될 수 있다.

수평부재(42)는 수직판(41)에 접하는 측단에서 중심쪽으로 갈수록 점차적으로 단면 두께가 줄어들는 구조로 형성될 수 있다. 이에 수직판(41)과 수평부재(42) 사이를 볼트(43) 등으로 체결하기 용이하며, 수평부재(42)는 측단보다 중심쪽이 상대적으로 두께가 얇기 때문에 지주대(200)에서 쉽게 분리시킬 수 있다.

수평부재(42)는 축방향을 따라 길게 연장되고 전면에는 콘크리트가 주입되는 복수개의 주입홀(44)이 간격을 두고 관통 형성될 수 있다. 주입홀(44)을 통해 몰드(40) 내에 형성된 각각의 지주대(200) 형성 공간이 서로 연통된다. 회전체(10)는 회전상태로 원심력이 가해짐에 따라, 주입홀(44)을 통해 콘크리트는 몰드(40)의 내측 선단에서 외측으로 이동될 수 있다.

따라서, 수직판(41)을 따라 복수개로 배치된 각각의 수평부재(42) 사이 공간으로 콘크리트를 모두 채워 넣을 수 있게 된다. 회전체(10)가 고속으로 회전하게 되면 콘크리트는 각각의 수평부재(42) 사이 공간에 채워져 고압으로 압축되어 지주대(200)로 제조될 수 있다.

수평부재(42)는 열변성이 적고 열에 강한 재질로 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 수평부재(42)는 테프론 재질로 형성될 수 있다. 이에, 지주대(200) 증기 양생시 수평부재(42)의 변형을 방지할 수 있으며, 몰드(40)에서 지주대(200)를 탈형하여 분리할 때 수평부재(42)의 손상을 최소화하면서 보다 쉽게 지주대(200)를 분리시킬 수 있다. 또한, 압출 성형을 통해 수평부재(42)를 원하는 형태로 가공하기 용이하며 보다 적은 비용으로 제조할 수 있고, 탈부착 및 수리가 용이하다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 수평부재(42)는 중간부분이 축방향을 따라 절단되어 두 개로 분리된 구조일 수 있다.

이에, 몰드(40)를 양쪽으로 분리하여 몰드(40)에서 지주대(200)를 보다 쉽게 탈거할 수 있게 된다.

수평부재(42)는 분리된 절단부(45)에 서로 맞물리는 요부(36)와 철부(47)가 대향 형성된 구조일 수 있다. 따라서, 요부(46)와 철부(47)가 서로 맞물리면서 두 부재 사이가 보다 정확하게 맞물려 접합될 수 있다. 이에, 수평부재(42)의 분리된 절단면이 서로 어긋나거나 벌어지는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 5는 본 실시에에 따라 몰드(40)에 콘크리트가 채워져 지주대(200)로 성형된 후 몰드(40)에서 탈거하는 작용을 나타내고 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 수평부재(42)가 서로 맞물린 상태에서 몰드(40) 내부로 콘크리트가 채워져 하나의 몰드(40) 내에 복수개의 지주대(200)가 성형된다. 콘크리트는 주입홀(44)을 통해 두 개의 수직판(41)과 상하로 배치된 두 개의 수평부재(42) 사이에 형성되는 공간으로 주입되어 지주대(200)로 성형된다.

콘크리트 양생 후 몰드(40)의 수직판(41)을 양쪽으로 당겨 분리함으로써, 양생된 지주대(200)를 몰드(40)에서 쉽게 탈거할 수 있다. 수평부재(42)는 측단보다 중심쪽 살 두께가 얇기 때문에 중간 절단된 부분 기준으로 수평부재(42)를 양쪽으로 쉽게 벌려 분리시킬 수 있다.

몰드(40) 내에서 양생된 지주대(200)는 주입홀(44)쪽 콘크리트에 의해 서로 연결된 상태를 이룬다. 이에, 최종적으로 각 지주대(200) 사이 연결부(210)를 절단하여 지주대(200)를 분리함으로써, 복수개의 지주대(200)를 제조할 수 있다.

한편, 지주대(200)의 중심에는 지주대(200) 강도 보강을 위한 심재(300)가 더 설치될 수 있다.

본 실시예의 성형 장치(100)는 중심부에 심재(300)를 설치한 지주대(200) 제조를 위해, 몰드(40) 내에 심재(300)를 단단히 고정하는 구조일 수 있다.

이를 위해, 본 실시예의 고정케이스(30)는 몰드(40) 내측에 축방향으로 연장되어 콘크리트 속에 삽입되는 심재(300)에 장력을 가해 몰드(40) 중심에 위치시키기 위한 고정부(60)를 더 포함할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 고정부(60)는 심재(300)의 선단을 클램핑하여 지지판(33)에 형성된 홀(37)을 통해 지지판(33) 외측으로 돌출되는 클램핑바(61), 클램핑바(61)의 외주면에 형성된 수나사에 나사 체결되고 지지판(33) 외측에 지지되어 클램핑바(61)를 당겨주는 체결너트(62)를 포함할 수 있다.

지지판(33)에는 각 몰드(40)의 지주대(200) 형성 공간과 대응되는 위치에 맞춰 클램핑바(61)가 삽입되는 홀(37)이 형성될 수 있다. 또한, 지지판(33)과 몰드(40) 사이에 설치되는 선단실링판(35)과 지지플레이트(36)에는 심재(300)가 관통되는 관통홀(38)이 더 형성될 수 있다.

클램핑바(61)는 일측 선단에 심재(300) 선단이 끼워지는 삽입홈(63)이 형성되고, 삽입홈(63) 내주면에는 심재(300) 외주면에 돌출 형성된 주름(310)과 맞물리는 홈부(64)가 형성되고, 타측 선단에는 외주면에 수나사가 형성되며, 반원 단면 형태로 분할되어 심재(300)를 사이에 두고 서로 맞물려 심재(300)를 고정하는 구조일 수 있다.

심재(300)는 외주면에 주름(310)이 돌출 형성된 구조로 직경이나 재질은 다양하게 변형될 수 있다. 심재(300)는 철근을 포함하여 콘크리트 속에 양생되어 강성을 보강할 수 있으면 모두 적용될 수 있다. 본 실시예에서, 심재(300)는 유리섬유 복합체 철근으로 예를 들어 아르마스텍일 수 있다. 아르마스텍은 동일 단면적 기준 일반 철근보다 강하며 비중은 철근의 약 1/4로 가벼우며 가격 또한 1/3 이상 저렴하다.

클램핑바(61)는 원형 바 형태로 두 개로 분할되어 심재(300)를 사이에 두고 맞물려 심재(300)를 고정할 수 있다. 분할된 클램핑바(61)의 접면에는 돌기(65)와 홈(66)이 형성되어 서로 정확하게 맞물려 결합될 수 있다. 두 개의 분할된 클램핑바(61)는 서로 맞물려 한 몸체를 이룬다.

삽입홈(63)은 대략 심재(300)의 직경에 대응되는 직경으로 형성되어, 삽입홈(63) 내에 형성된 홈부(64)가 심재(300)에서 돌출 형성된 주름(310)에 맞물리면서 심재(300)가 삽입홈(63)에서 빠지지 않는다.

체결너트(62)는 지지판(33)에 형성된 홀(37)보다 큰 직경으로 형성되어 홀(37)을 관통하지 않고 지지판(33) 외측에 접하여 걸리게 된다.

이에, 심재(300) 선단에 결합되어 홀(37)을 통해 지지판(33) 외측으로 돌출된 클램핑바(61)를 체결너트(62)로 체결하여 조여줌에 따라 클램핑바(61)가 심재(300)를 당겨 심재(300)에 장력을 인가하게 된다.

따라서, 심재(300)는 몰드(40)의 지주대(200) 형성 공간 내에서 중심에 배치된 상태로 장력에 의해 팽팽하게 당겨진 상태로 배치된다.

이와 같이, 심재(300)가 몰드(40)의 공간 내에 당겨져 설치됨에 따라 고속의 원심력이 가해지더라도 심재(300)가 늘어져 휘어지는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 심재(300)를 직선상태로 유지하면서 콘크리트 속에 양생시켜 지주대(200)를 제조할 수 있게 된다.

이하, 상기한 본 실시예의 장치(100)에 의해 지주재를 성형하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 지주대(200) 형성을 위한 몰드(40)를 준비하고 준비된 몰드(40)를 고정케이스(30)에 장착한다.

고정케이스(30)에 몰드(40)의 설치가 완료되면, 고정케이스(30)를 원통형 회전체(10) 내주면에 설치한다. 회전체(10) 내주면에 원주방향을 따라 복수개의 고정케이스(30)가 설정된 위치에 맞춰 일정 간격으로 설치될 수 있다.

여기서, 본 실시예의 성형 공정은, 심재(300)가 설치된 지주대(200)를 제조하는 경우 회전체(10)에 고정케이스(30)를 장착하기에 앞서, 고정케이스(30)에 심재(300)를 고정하고 심재(300)에 장력을 인가할 수 있다.

심재(300)는 몰드(40) 내측에 축방향으로 배치하여 고정케이스(30)에 고정된다. 그리고 고정케이스(30)에 대해 심재(300)를 당겨 장력을 인가한다.

심재(300)를 당겨줌에 따라 심재(300)가 팽팽하게 당겨져 몰드(40)의 지주대(200) 형성 공간 내에 중심부에 직선 상태로 배치될 수 있다. 심재(300)는 장력에 의해 당겨진 상태로, 추후 몰드(40) 내에 콘크리트를 고압으로 다지기 위해 회전체(10)를 고속으로 회전시키더라도 늘어지겨나 변형되지 않는다. 따라서, 내부 중심에 직선으로 심재(300)가 설치된 지주대(200)를 불량없이 제조할 수 있게 된다.

회전체(10)에 고정케이스(30)의 설치가 완료되면, 각 고정케이스(30)에 콘크리트를 공급하여, 몰드(40) 내에 콘크리트를 주입한다.

콘크리트 주입을 위해 먼저, 회전체(10)에 콘크리트 공급을 위한 운송박스(53)를 설치한다. 운송박스(53)는 회전체(10)의 지지대(51)에 설치된 레일(52)에 연결 설치할 수 있다. 운송박스(53)는 복수개가 준비되어 각 고정케이스(30) 위치에 맞춰 설치될 수 있다.

운송박스(53)가 설치되면 콘크리트 공급부에 연결된 공급배관(54)을 운송박스(53) 위치에 맞추고 회전체(10)를 회전시킨다.

회전체(10)가 회전되는 상태에서 공급배관(54)을 통해 콘크리트를 운송박스(53)로 배출한다.

이에 회전체(10)가 회전되면서 원주방향으로 배치된 각각의 운송박스(53)가 공급배관(54) 밑을 연속적으로 지나면서 공급배관(54)에서 배출되는 콘크리트를 공급받게 된다.

회전체(10)는 회전되는 상태이므로, 운송박스(53)로 공급된 콘크리트는 운송박스(53)가 뒤집어진 상태에서도 원심력에 의해 중심축(12) 쪽으로 쏟아지지 않는다.

콘크리트를 공급받은 운송박스(53)는 레일(52)을 따라 축방향으로 왕복 이동하면서 콘크리트를 고정케이스(30)로 배출한다. 고정케이스(30)로 배출된 콘크리트는 원심력에의해 고정케이스(30)에 설치된 몰드(40) 내부로 주입된다.

몰드(40) 내에 콘크리트의 주입이 완료되고 일정 시간 경과 후 회전체(10)를 정지시키고 콘크리트 공급을 위해 설치된 운송박스(53)를 회전체(10)에서 분리하여 제거한다. 이 과정에서 몰드(40) 내에 주입된 콘크리트는 어느 정도 굳기 시작한 상태로 회전체(10)를 정지시키더라도 밑으로 흘러내리지 않는다.

회전체(10)에서 운송박스(53)가 제거되면, 회전체(10)를 고속 회전시켜 콘크리트를 몰드(40) 내부에 고압으로 다져 지주대(200)를 성형한다.

회전체(10)가 고속으로 회전함에 따라 콘크리트는 원심력을 받아 방사방향으로 밀려나면서 몰드(40) 내부 공간에서 고압으로 압축 성형된다.

지주대(200) 양생이 완료되면 회전체(10)에서 고정케이스(30)를 인출하고 몰드(40)에서 성형된 지주대(200)를 분리한다. 몰드(40)에서 분리된 지주대(200)는 몰드(40)의 공간 사이를 연결하는 주입홀(44)에 의해 복수개가 서로 연결된 상태로, 지주대(200)와 지주대(200) 사이의 연결부(210)를 절단하여 각각의 지주대(200)로 분할한다.

상기한 제조 공정을 통해, 복수개의 지주대(200)를 대량으로 보다 쉽게 양산할 수 있게 된다.

도 7은 본 실시예에 따라 제조된 지주대(200)를 나타내고 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 지주대(200)는, 고압의 원심력에 의해 다져져 내부가 채워지고, 측면에는 두 지지대(51) 사이를 연결하고 있는 연결부(210)를 절단한 커팅면(212)을 형성한 지주대(200)가 제조된다.

지주대(200)의 내부에는 축방향을 따라 정확히 중심부에 심재(300)가 삽입될 수 있다.

또한, 본 실시예의 지주대(200)는 측면에 연결부(210)가 외측으로 돌출 형성되어 있어, 지주대(200) 간의 연결 작업 등을 보다 간편하게 수행할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 회전체 12 : 중심축
14 : 리브 16 : 장착면
20 : 회전구동부 22 : 구동모터
24 : 동력전달부 30 : 고정케이스
31 : 바닥판 32 : 측판
33 : 지지판 34 : 바닥실링판
35 : 선단실링판 36 : 지지플레이트
37 : 홀 40 : 몰드
41 : 수직판 42 : 수평부재
44 : 주입홀 45 : 절단부
46 : 요부 47 : 철부
50 : 주입부 51 : 지지대
52 : 레일 53 : 운송박스
54 : 공급배관 60 : 고정부
61 : 클램핑바 62 : 체결너트
63 : 삽입홈 64 : 홈부
100: 성형장치 200: 지주대
210: 연결부 212: 커팅면
300: 심재 310: 주름

Claims (10)

1. 내부에 빈 공간을 갖는 회전체,
   상기 회전체 중심축에 연결되어 상기 회전체를 회전시키기 위한 회전구동부,
   상기 회전체 내주면에 설치되고 회전체 중심을 향하는 내측 상단은 콘크리트 주입을 위해 개방되고 내부에는 지주대 성형을 위한 몰드가 고정되어 상기 회전체 내주면에 원주방향을 따라 배치되는 복수개의 고정케이스,
   상기 회전체 회전 상태에서 상기 고정케이스 내부의 몰드로 콘크리트를 주입하기 위한 주입부를 포함하여,
   원심력에 의해 상기 몰드에 콘크리트를 고압으로 다져 내부가 채워진 지주대를 형성하는 콘크리트 지주대 원심 성형 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 주입부는 상기 각 고정케이스와 대응되는 위치에 각각 배치되고 고정케이스에서 이격되어 회전체 내부에 축방향을 따라 연장 설치되는 지지대, 상기 지지대에 설치되어 회전체 축방향으로 연장된 레일, 상기 레일을 따라 이동가능하게 설치되어 내부에 수용된 콘크리트를 운반하며 내측 상단과 외측 하단에 각각 입구와 출구를 형성하여 외부의 공급배관에서 입구로 공급된 콘크리트를 받아 상기 고정케이스 상부를 따라 이동하면서 출구를 통해 몰드로 공급하는 운송박스를 포함하는 콘크리트 지주대 원심 성형 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 고정케이스는 바닥면을 이루어 몰드의 하단을 받쳐 지지하는 바닥판과 양 측면을 이루어 몰드의 측단을 지지하는 측판, 축방향을 따라 양 선단에 설치되어 몰드의 축방향 양 선단을 지지하는 지지판, 상기 바닥판에 설치되어 몰드의 하단과 바닥판 사이를 실링하여 콘크리트의 유출을 차단하는 바닥실링판, 상기 지지판과 몰드 양 선단 사이에 설치되어 몰드의 양 선단과 지지판 사이를 실링하여 몰드 선단으로부터 콘크리트의 유출을 차단하는 선단실링판을 포함하는 콘크리트 지주대 원심 성형 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 몰드는 양 측면을 이루는 두 개의 수직판, 상기 두 수직판 사이에 설치되고 상하방향을 따라 간격을 두고 배치되어 그 사이에 콘크리트가 채워지는 지주대 형태의 공간을 형성하는 복수개의 수평부재를 포함하는 콘크리트 지주대 원심 성형 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 수평부재는 축방향을 따라 길게 연장되고 전면에는 콘크리트가 주입되는 복수개의 주입홀이 간격을 두고 관통 형성된 콘크리트 지주대 원심 성형 장치.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 고정케이스는 상기 몰드 내측에 축방향으로 연장되어 콘크리트 속에 삽입되는 심재에 장력을 가해 몰드 중심에 위치시키기 위한 고정부를 더 포함하는 콘크리트 지주대 원심 성형 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 고정부는 상기 심재의 선단을 클램핑하여 상기 고정케이스의 축방향을 따라 양 선단에 설치되어 몰드의 축방향 양 선단을 지지하는 지지판에 형성된 홀을 통해 지지판 외측으로 돌출되는 클램핑바, 상기 클램핑바의 외주면에 형성된 수나사에 나사 체결되고 상기 지지판 외측에 지지되어 클램핑바를 당겨주는 체결너트를 포함하는 콘크리트 지주대 원심 성형 장치.
8. 상단은 콘크리트 주입을 위해 개방되고 내부에는 지주대 성형을 위한 몰드가 고정된 복수개의 고정케이스를 준비하여, 상기 지주대 형성 몰드가 장착된 고정케이스를 개방된 상단이 원통형 회전체 중심을 향하도록 하여 상기 원통형 회전체 내주면에 원주방향을 따라 설치하는 단계,
   회전체의 고정케이스 내부로 콘크리트를 주입하는 단계,
   콘크리트 주입 완료 후 회전체를 고속 회전시켜 콘크리트를 몰드 내부에 고압으로 다져주는 성형단계,
   회전체에서 고정케이스를 인출하고 몰드에서 성형된 지주대를 분리하는 단계를 포함하여, 원심력에 의해 상기 몰드에 콘크리트를 고압으로 다져 내부가 채워진 지주대를 형성하는 콘크리트 지주대 원심 성형 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 성형 방법은 몰드에서 분리된 지주대와 지주대 사이의 연결부를 절단하여 각각의 지주대로 분할하는 절단 단계를 더 포함하는 콘크리트 지주대 원심 성형 방법.
10. 상기 청구항 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 장치를 통해 제조되어, 원심력에 의해 다져져 내부가 채워진 구조이고, 측면에는 두 지지대 사이를 연결하는 연결부를 절단한 커팅면이 형성된 구조의 콘크리트 지주대.
    

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