KR20000001358A - 경량기포콘크리트 제조용 원료 투입량 조절 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속적으로 생산되는 기포콘크리트의 품질을 균일하게 하고, 원하는 품질의 기포콘크리트를 얻기 위해 각 원료의 투입량을 정확하게 조절할 수 있는 경량기포콘크리트 제조용 원료 투입량 조절 시스템에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명의 구성을 살펴보면, 시멘트는 모터에 의해 구동되는 벨트 콘베이어에 의해 혼합기내로 일정량이 유입되도록 하고, 첨가재 및 경량골재 등은 모터에 의해 구동되는 스크류식 투입기에 의해 혼합기내로 일정량이 공급되도록 하며, 상기 각 모터들의 회전 속도를 조절하기 위해 rpm 조절기가 각각 설치된다. 그리고, 밸브를 조절하여 펌프에 의해 펌핑된 물의 공급량을 조절하고, 밸브와 토출구 사이에 유량계를 설치하여 공급되는 물의 양을 측정한다. 기포제 희석액은 토출량을 조절할 수 있는 정량펌프에 의해 펌핑되어 발포기내로 유입되고, 상기 발포기와 정량펌프 사이에 유량계를 설치하여 기포제 희석액의 공급량을 측정한다. 컴프레셔에 의해 발생된 압축공기는 압력계와 밸브 및 공기량계에 의해 그 공급량이 조절된다.

Description

경량기포콘크리트 제조용 원료 투입량 조절 시스템

본 발명은 경량기포콘크리트 제조 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 선발포 공법으로 경량기포콘크리트를 연속적으로 생산함에 있어서, 각종 원료들이 의도하는 바의 일정한 배합비를 유지하면서 공급될 수 있도록 하는 원료 투입량 조절 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 경량기포콘크리트를 생산하는 방법은 선발포 공법과 후발포 공법으로 크게 나누어지는데, 발포기를 통해 미리 만들어진 기포를 시멘트슬러리에 섞는 것을 선발포 공법이라 하며, 시멘트슬러리 내부에 발포제를 혼합하여 양생 과정에서 기포를 생성시키는 것을 후발포 공법이라 한다.

후발포 공법은 주로 ALC 등을 제조하는 공장생산에 사용되고, 선발포 공법은 건설 현장에서 직접 경량기포콘크리트를 생산할 때 주로 적용되고 있는데, 본 발명은 이 중에서 선발포 공법에 적용된다.

건설 현장에서 경량기포콘크리트는 단열용, 뒷채움용 등으로 사용되고 있으며, 주요한 원료로는 시멘트와 물, 기포를 발생시키기 위한 발포제로 사용되는 계면활성제가 있으며, 필요에 따라 여기에 첨가재 및 경량골재 등이 추가되기도 한다.

그런데, 종래 현장에서 이러한 재료들을 배합하는 방식은 주로 경험과 어림짐작에 의한 것이 대부분이며, 따라서 이러한 방법에 의해 생산되는 경량기포콘크리트는 그 품질이 불균일하여 건설 현장에서 많은 하자가 발생되는 원인이 되고 있다. 특히, 최근에는 연속적으로 경량기포콘크리트를 생산하는 설비가 현장에 많이 보급되면서 일정한 배합비가 계속 유지되도록 하는 것이 더욱 중요한 문제로 대두 되고 있다.

과거에는 일정용량의 혼합기에 각각 필요한 만큼의 시멘트와 물, 기포 등을 넣고, 이를 믹싱한 후, 펌프를 이용해 각 필요 지점까지 압송하는 방법이 주로 사용되었다. 그러나, 이 방법은 새로운 배치의 기포콘크리트를 배합하는 동안 작업이 중단되어 생산성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 최근에는 혼합기에 각종 재료를 투입하는 공정과 믹싱된 경량기포콘크리트를 펌프를 이용해 현장으로 압송하는 공정이 연속적으로 수행되도록 하고 있다.

이와 같이 경량기포콘크리트의 생산 공정이 연속적으로 이루어지는 경우에는 시멘트, 물, 기포 등의 각종 원료들도 단위 시간에 대해 일정한 양만큼 연속적으로 혼합기내로 공급되어야 한다.

도1은 현장에서 경량기포콘크리트를 제조하기 위한 종래의 경량기포콘크리트 제조 시스템의 개략적인 구조도로서, 도면에서 11, 12는 벨트 콘베이어, 13은 물 용기, 14, 16은 펌프, 15는 기포 희석액 용기, 17은 컴프레셔, 18은 발포기, 19는 혼합기를 각각 나타낸다.

종래의 경량기포콘크리트 제조 시스템에서 시멘트와 첨가재 혹은 경량골재를 투입하는 장치는 모터가 일정한 속도만으로 구동되는 무한궤도 방식의 벨트 콘베이어(11, 12)가 주로 이용되었다. 이와 같은 벨트 콘베이어(11, 12)에서 재료의 투입량은 호퍼에 달린 댐퍼의 높낮이를 통해서만 조절되었다. 그러나, 이러한 방법을 통해서는 원료의 투입량을 정확히 계측할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 물을 혼합기(19)내로 투입하기 위해 물 용기(13)로부터 펌프(14)를 이용해 펌핑된 물을 물 공급용 파이프에 설치된 볼밸브를 이용해 공급하였다. 그러므로, 이러한 종래 시스템에서는 혼합기(19) 내에 투입되는 물의 양을 정확히 파악할 수 없는 문제점이 있었다. 또한, 기포를 발생시키는 발포기(18)의 경우도 기포제 희석액을 단지 용기(15)로부터 펌프(16)를 이용해 발포기(18)내로 유입시키고, 컴프레셔(17)를 통해 압축 공기를 발생시켜 발포기(18)내로 공급함으로써, 발포기(18)에서 발생되는 기포의 양을 정확히 알 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 연속적으로 생산되는 경량기포콘크리트의 품질을 균일하게 하고, 나아가 의도하는 품질의 경량기포콘크리트를 얻을 수 있도록 각 원료의 투입량을 정확하게 조절할 수 있는 기포콘크리트 제조용 원료 투입량 조절 시스템을 제공하는데 있다.

도1은 종래의 기포콘크리트 제조 시스템의 개략적인 구조도.

도2는 본 발명에 따른 기포콘크리트 제조 시스템의 구조도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21, 23 : rpm 조절기 22 : 벨트형 콘베이어

24 : 스크류식 투입기 25, 29 : 용기

26 : 펌프 30 : 정량 펌프

27, 34 : 밸브 28, 31 : 유량계

32 : 컴프레셔 33 : 압력계

35 : 공기량계 36 : 발포기

37 : 혼합기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 혼합기와, 물 공급수단과, 기포제 희석액 공급수단과, 압축공기 공급수단, 및 기포를 발생시키는 발포기를 포함한 현장 타설용 기포콘크리트 제조용 원료 투입량 조절시스템에 있어서, 제1 모터의 구동에 의해 일정한 양의 시멘트가 상기 혼합기내로 공급되도록 구성된 제1 공급수단; 상기 제1 모터의 회전속도를 조절하는 제1 회전속도 조절수단; 제2 모터의 구동에 의해 일정한 양의 첨가재 및 경량골재가 상기 혼합기내로 공급되도록 구성된 제2 공급수단; 상기 제2 모터의 회전속도를 조절하는 제2 회전속도 조절수단을 포함하며, 상기 물 공급수단은, 펌핑된 물의 공급량을 조절하기 위한 물공급 조절수단과, 상기 물공급 조절수단의 후단에 설치되어 유입되는 물의 양을 계측하는 제1 계측수단을 포함하고, 상기 기포제 희석액 공급수단은, 펌핑된 기포제 희석액의 공급량을 일정하게 유지할 수 있는 기포제 희석액 공급 조절수단과, 상기 기포 희석액 공급 조절수단의 후단에 설치되어 유입되는 기포제 희석액의 양을 계측하는 제2 계측수단을 포함하며, 상기 압축공기 공급수단은, 압축공기 발생수단과, 상기 압축공기 발생수단에 의해 발생된 압축공기의 유입량을 조절하기 위한 공기유입량 조절수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도2를 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도2는 본 발명에 따른 현장에서 경량기포콘크리트를 제조하기 위한 시스템의 구성도로서, 도면에서 21, 23은 모터의 회전속도를 조절하는 rpm 조절기, 22는 시멘트를 공급하기 위한 벨트형 콘베이어, 24는 첨가재 혹은 경량골재를 투입하기 위한 스크류식 투입기, 25는 물 용기, 26은 펌프, 27, 34는 밸브, 28, 31은 유량계, 29는 기포 희석액 용기, 30은 정량 펌프, 32는 컴프레셔, 33은 압력계, 35는 공기량계, 36은 발포기, 37은 혼합기를 각각 나타낸다.

본 발명에서는 시멘트의 공급수단으로 종래와 동일한 벨트형 콘베이어(22)를 사용하였다. 하지만, 본 발명에서는 종래와는 달리 벨트형 콘베이어(22)를 동작시키기 위한 동력을 제공하는 구동 모터의 회전 속도를 제어하기 위해 rpm 조절기(21)를 설치하였다. 다시 말해 종래에는 시멘트를 담고 있는 호퍼에 설치된 댐퍼를 열거나 닫는 동작을 통해 시멘트의 투입량을 조절하였으나, 본 발명에서는 댐퍼의 높이를 일정하게 고정한 상태에서 벨트를 구동하는 모터의 회전속도를 조절하여 시멘트의 토출량을 조절하도록 한다. 따라서, 본 발명에서는 rpm 조절기(21)를 이용해 이 구동 모터의 회전속도(rpm)를 제어하여 단위시간당 시멘트 토출량이 일정하게 유지되도록 하였다.

이와 같은 시멘트 투입기용 벨트형 콘베이어(22)가 단위시간당 토출할 수 있는 시멘트의 양은 아래의 수학식 1과 같이 표현되며, 장비의 생산계수는 특정 rpm에서 토출되는 시멘트량을 계측함으로써 결정할 수 있다.

단위시간당 시멘트 토출량 = rpm × 소요시간 × 장비의 생산계수

각종 경량골재 및 분말형 첨가재를 투입하기 위한 공급수단으로는 원통형 강관 속에 장착된 모터에 의해 구동되는 나선형 스크류식 투입기(24)를 이용하였다. 이와 같은 스크류식 투입기(24)는 구동 모터가 일정한 회전속도로 동작될 경우에는 항상 원료의 투입량을 일정하게 유지할 수 있다. 이를 위해 본 발명에서는 스크류식 투입기 구동용 모터의 회전속도를 조절하기 위해 rpm 조절기(23)가 설치된다.

본 발명에서는 공급되는 물의 양을 측정할 수 없는 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 종래의 물 공급용 펌프(26) 후단에 투입되는 물의 양을 조절하기 위한 밸브(27)와 투입되는 물의 양을 측정하기 위한 유량계(Flow Cell; 28)가 순서적으로 설치된다. 즉, 종래의 물 공급용 펌프(26)의 후단에 밸브(27)를 설치하여 펌프(26)에 의해 유입되는 물의 양을 조절하고, 밸브(27) 후단에 설치된 유량계(28)를 통해 혼합기(37) 내로 유입되는 물의 양을 측정할 수 있도록 하였다.

유량계(28)는 단위시간당 투입되는 양을 디지탈방식 혹은 아날로그 방식으로 측정할 수 있는 장치로, 이는 이미 상용화되어 있다.

밸브(27)는 펌프(26)에 의해 유입된 물이 항상 일정한 양으로 제공되도록 하기 위한 것으로, 이를 통해 물 공급량을 조절한다. 상기와 같은 기능을 수행할 수 있는 밸브(27)는 이미 다양한 종류가 상용화되어 제공되고 있으므로 여기서는 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 한편, 상기와 같은 밸브의 기능 수행을 목적으로 경우에 따라서는 펌프(26)에서 정유량 밸브를 사용할 수도 있다. 상기의 밸브(27)와 유량계(28)는 물공급용 파이프 라인의 어디에나 설치될 수 있으나, 볼밸브와 토출구 사이에 설치되는 것이 바람직하다.

발포기(36)에 의해 발생되는 기포의 양은 발포기(36) 내로 유입되는 압축공기의 공기압과 기포제 희석액의 투입량을 통해 조절할 수 있다. 본 발명에서도 압축공기는 컴프레셔(32)를 이용해 발생시키는데, 본 발명에서는 상기 컴프레셔(32)와 발포기(36) 사이에 공급되는 공기량을 조절하기 위한 압력계(33)와 밸브(34), 공기량계(35)를 순서적으로 설치하여 이들에 의해 항상 일정한 압력의 공기가 발포기(36) 내로 공급되도록 하였다. 즉, 발포되는 기포의 양은 컴프레셔(32)에 의해 발생된 압축공기의 양과 기포제 희석액의 투입량 합계와 비례관계를 가지므로, 압축공기의 양을 측정하기만 하면 기포의 발포량을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 압축공기의 토출량을 측정할 수 있도록 공기량계(35)를 설치하였다. 이를 다시 정리하면, 컴프레셔(32)에 의해 발생된 압축공기의 압력을 압력계(33)를 이용하여 계측하고, 밸브(34)를 통해 배출되는 공기량을 조절하며, 공기량계(35)를 통해 배출되는 공기의 양을 측정한다.

그리고, 기포제 희석액을 발포기(36) 내로 정량 공급하기 위해 본 발명에서는 기포제 희석액 공급용 펌프로 유량조절이 가능하고 동시에 정해진 유량을 항상 일정하게 토출시킬 수 있는 정량펌프(30)를 설치하였다. 그리고, 상기 정량 펌프(30)의 후단에 유량계(31)를 설치하였다. 물론, 상기 정량펌프(30) 대신에 일반적인 펌프를 설치하고, 상기 펌프의 후단에 밸브와 유량계를 순서적으로 설치하여 기포제 희석액의 공급량을 조절할 수도 있다. 그러나, 이 경우에는 발포기(36)로 공급되는 압축공기에 의해 발포기(36) 내부에서 어느 정도의 압력이 형성될 수 있는데, 이로 인해 발포기로 공급되는 기포제 희석액은 발포기(36) 내부의 압력에 따라 토출량이 불안정해질 수 있다. 따라서, 가장 바람직하게는 정량 펌프(30)를 사용하는 것이 좋다. 이러한 구성에 의해 본 발명에서는 발포기(36)를 통해 일정한 양의 기포를 발생시켜 혼합기(37) 내로 공급할 수 있다.

따라서, 상기와 같이 이루어지는 본 발명은 단위시간당 시멘트, 물, 기포, 및 각종 첨가재가 일정한 양만큼 공급되도록 하여 기포콘크리트에서 요구되는 물-시멘트비와 배합밀도, 골재의 첨가량을 원하는 대로 조절할 수 있어, 요구되는 품질의 기포콘크리트를 생산할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 혼합기와, 물 공급수단과, 기포제 희석액 공급수단과, 압축공기 공급수단, 및 기포를 발생시키는 발포기를 포함한 현장 타설용 기포콘크리트 제조용 원료 투입량 조절시스템에 있어서,

   제1 모터의 구동에 의해 일정한 양의 시멘트가 상기 혼합기내로 공급되도록 구성된 제1 공급수단;

   상기 제1 모터의 회전속도를 조절하는 제1 회전속도 조절수단;

   제2 모터의 구동에 의해 일정한 양의 첨가재 및 경량골재가 상기 혼합기내로 공급되도록 구성된 제2 공급수단;

   상기 제2 모터의 회전속도를 조절하는 제2 회전속도 조절수단을 포함하며,

   상기 물 공급수단은,

   펌핑된 물의 공급량을 조절하기 위한 물공급 조절수단과, 상기 물공급 조절수단의 후단에 설치되어 유입되는 물의 양을 계측하는 제1 계측수단을 포함하고,

   상기 기포제 희석액 공급수단은,

   펌핑된 기포제 희석액의 공급량을 일정하게 유지할 수 있는 기포제 희석액 공급 조절수단과, 상기 기포 희석액 공급 조절수단의 후단에 설치되어 유입되는 기포제 희석액의 양을 계측하는 제2 계측수단을 포함하며,

   상기 압축공기 공급수단은,

   압축공기 발생수단과, 상기 압축공기 발생수단에 의해 발생된 압축공기의 유입량을 조절하기 위한 공기유입량 조절수단을 포함한 것을 특징으로 하는 기포콘크리트 제조용 원료 투입량 조절 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 공급수단은,

   원통형 강관속에 장착된 모터로 구동되는 스크류식 투입기를 포함한 것을 것을 특징으로 하는 기포콘크리트 제조용 원료 투입량 조절 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 기포제 희석액 공급 조절수단은, 유량 조절이 가능하고 정해진 유량을 항상 일정하게 토출시키는 정량펌프를 포함한 것을 특징으로 하는 기포콘크리트 제조용 원료 투입량 조절 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 물 공급 조절수단은, 상기 펌프에 설치된 정유량 밸브를 포함한 것을 특징으로 하는 기포콘크리트 제조용 원료 투입량 조절 시스템.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 공기유입량 조절수단은,

   상기 압축공기 발생수단에 의해 발생된 공기의 압력을 측정하는 압력계와;

   상기 압력계의 후단에 설치되어 토출되는 공기량을 조절하는 밸브; 및

   상기 밸브의 후단에 설치되어 공급되는 공기의 양을 계측하는 공기량계

   를 포함한 것을 특징으로 하는 기포콘크리트 제조용 원료 투입량 조절 시스템.