KR20070033394A - 플라스틱 사출방식의 전열선을 내장한 유로폼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이면판과 동질의 표면판이 전열선과 단열판을 중앙에 두고 사출되도록 구성하여서, 제작 여건을 획기적으로 개선함과 아울러 재활용이 가능함은 물론이고, 저렴한 비용으로 생산 공급할 수 있으며, 겨울철에도 시공할 수 있는 큰 장점을 가지며, 콘크리트구조물의 외표면을 고르게 성형시켜 주는 특징이 있는 플라스틱 사출방식의 전열선을 내장한 유로폼에 관한 것이다.

유로폼, 유로폼, 열선, 히터, euroform

Description

플라스틱 사출방식의 전열선을 내장한 유로폼{Injection Molding Plastic Euroform Include Electric Heater}

제1도는 굴절이 가능한 유로폼의 단면도.

제2도는 본 발명 전열선이 내장된 유로폼의 단면도.

제3도는 본 발명 전열선이 내장된 유로폼의 실시상태를 나타낸 사시도.

제4도는 본 발명 전열선이 내장된 유로폼의 또 다른 실시 예를 나타낸 사시도.

제 5도는 본 발명 전열선이 내장된 유로폼(10)의 단면도.

제6도는 무선으로 전력을 공급받는 노트북 컴퓨터의 동작도.

제7도는 영국 스플래시파워사가 개발한 휴대폰 무선전력송수신 충전기인 스플래시패드의 사용도.

제8도는 본 발명의 일실시 예에서 사용하는 무선전력수신부의 인쇄기판형(PCB:Print Circuit Board) 렉테나의 평면도.

제 9도와 제10도는 무선전력용 안테나인 렉테나의 원리에 대한 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 유로폼

7: 전열선 8: 단열재

12: 표면판 13 : 이면판

본 발명은 콘크리트구조물의 시공시에 현장 타설되는 미경화콘크리트를 성형하여 주기 위한 것으로, 특히 저온하에서 타설되는 미경화콘크리트의 경화시기를 단축시켜 주면서도 동결됨을 방지하여 주는 전열선이 내장된 유로폼에 관한 것이다.

각종 콘크리트구조물의 시공시에 현장 타설되는 미경화콘크리트는 시멘트, 골재와 함께 다량의 수분을 포함하고 있어, 외기온의 차이에 의하여 경화시기가 크게 달라 지게 된다. 즉, 타설된 미경화콘크리트는 외기온이 30℃ 이상의 고온일 때에 급진적으로 응결 및 경화되며, 외기온이 4℃ 이하가 되면 완만하게 응결 및 경화 되고, 외기온이 - 3℃ 이하의 저온일 때에는 미경화콘크리트에 포함된 수분이 동결되어서 시공된 콘크리트구조물의 강도를 크게 저하시키는 현상이 발생 된다.

이러한 이유로 외기온이 저온으로 유지되는 겨울철에는 콘크리트구조물을 시공할 수 없을 뿐만 아니라, 사실상 모든 작업공정이 지연되어서 전체 공사기간이 연장되는 시공상의 어려움을 감수할 수밖에 없었다.

이와 같은 문제점을 해결하고자 최근에 제안된 것으로, 국내 실용신안공개번호 제96-5293호(1996.2.16)에는 성형하여서 된 판체부와, 상기 판체부의 후면에 다수개의 지지대가 고정되어 틀체부로 구성되는 것에 있어서, 상기 판체부의 배면에 는 전열체가 배치되어서, 상기 전열체에서 발생하는 열이 판체부를 통하여 내부의 미경화콘크리트로 전달되도록 함을?기술요지로 한 전열체가 내장된 슬라이드 폼이 선출원 공개되어 있다.

또한, 이 종래고안의 실시 예에서는 전면에 합성수지판을 부착 고정하여 틀체부가 구성되도록 하고, 상기 판체부의 후면에 고정되는 지지대들의 사이에 수개의 전열체들이 전기적으로 통전되도록 배치하여, 상기 전열체들의 후면이 단열재로 덮어져 외부와 차단되도록 내장한 것으로 되어 있다.

즉, 종래 고안의 전열체가 내장된 슬라이드 폼은 판체부의 전면에는 합성수지판이 부설되고, 그 판체부의 후면에는 전열체들이 단열재로 덮어져서 내장되도록 구성하여, 첫째 동절기에 타설된 미경화콘크리트를 일정한 온도로 가온시켜서 동결됨이 없이 신속하게 경화되도록 하여 주며, 둘째 판체부 전면에 부설된 합성수지판이 타설된 미경화콘크리트로부터 쉽게 박리 되어서 원활하게 상승 이동시킬 수 있는 만큼 슬라이드 폼으로서 요구되는 원래의 기능을 충실히 수행하여 주는 장점을 가지는 것이 사실이다.

그러나 종래 고안의 전열체가 내장된 슬라이드 폼은 금속재의 판체부와 동질의 합성수지판을 일체로 접합하기 위한 방법으로 리벳팅 이외의 별다른 대안책이 없어, 다음과 같은 몇 가지의 문제점을 수반하게 되었다.

첫째 금속재의 판체부와 동질의 합성수지판을 리벳으로 일일이 체결하여서 접합시켜야 하는 제작상의 어려움을 감안하여 볼 때, 제작시 불필요하게 많은 작업시간과 작업인원이 소요되고 제작비용이 과도하게 증가하여서 고가로 제공되는 문 제점이 있었으며, 둘째 판체부와 합성수지판을 고정하여 주는 리벳이 미경화콘크리트와 접촉하여 쉽게 부식되면서 파손률을 증가시켜서 사용수명이 단축될 뿐만 아니라, 리벳이 파손된 부위의 판체부로부터 합성수지판이 들떠서 시공되는 콘크리트구조물의 외표면을 고르게 성형하여줄 수 없는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 이면판과 동질의 표면판이 전열선과 단열판을 중앙에 두고 사출되도록 구성하여서, 첫째 제작여건을 개선시켜서 경제성 있는 전열선이 내장된 유로폼을 제공하는 데 그 목적이 있으며, 둘째 내구성을 증대시켜서 지속적으로 우수한 성형 능력을 발휘할 수 있도록 하여 주는 전열선이 내장된 유로폼을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 소정의 단면 두께와 평면적을 가지는 이면판(13)과, 상기 이면판(13)의 전면에 배치되는 표면판(12)과, 상기 이면판(13)과 표면판(12) 사이에 외부전원과 통전되도록 배선되어서 발열되는 전열선(7)으로 구성되는 점에 있어서는 종래의 것과 기술개념을 같이한다.

단, 본 발명의 전열선이 내장된 유로폼(10)은 제2도 내지 제5도에 도시되는 바와 같이, 상기 표면판(12) 상측에 단열판(8)을 형성하고, 상기 단열판(8)의 상측에 전열선(7)을 위치시키고, 상기 이면판(13)을 최상측에 놓고 일체로 성형 사출하여서, 상기 이면판(13)과 동질의 표면판(12) 상호간에 일체로 사출되는 일체성을 증대시켜 주도록 함을 기술구성상의 특징으로 한다.

다시 말해서, 본 발명은 이면판(13)과, 단열판(8)을 일체로 하며, 표면판(12) 아래에 전열선(7)을 배치하고, 상기 표면판(12)이 단열판(8)과 전열선을 포함하여 이면판(13)과 합쳐져 하나의 성형사출물로 형성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 전열선이 내장된 유로폼은 첫째 이면판(13)과 동질의 표면판(12)을 성형시켜서 간편, 용이하게 제작할 수 있기 때문에, 제작시에 소요되는 작업시간 및 작업인원을 대폭적으로 감축시켜서 더욱 저렴한 가격으로 생산 공급할 수 있도록 하여 주며, 둘째 반복적으로 사용하여서 사용횟수가 증가하더라도 이면판(13)으로부터 표면판(12)이 들떠서 사용수명이 단축되는 일없이, 타설되는 미경화콘크리트로서 시공된 콘크리트구조물의 외표면을 고르게 성형시켜 주는 장점을 가지게 되는 것이다.

이하, 첨부도면에 도시되는 구체적인 실시 예를 통하여 본 발명의 기술내용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 5를 참조하자면, 일반적인 거푸집이 아니고 최근에 사용되기 시작하는 사출 방식에 의해서 성형 되는 신형 유로폼에 있어서 그 구조가 소정의 단면두께와 평면적을 가지는 사출로 성형되는 이면판(13)과, 상기 이면판(13)의 전면에 배치되며 사출로 성형되는 표면판(12)이 있으며, 상기 이면판(13)과 표면판(12) 사이에 외부 전원파 통전되도록 배선되어서 발열되는 전열선(7)이 배치되며, 상기 표면판(12)의 일 측에는 온도 전달을 차단하는 단열판(8)이 배치되며, 상기 표면판(12)이 단열판(8)과 전열선(7)을 사이에 두고 상기 이면판(13)과 일체로 성형 사출되도록 하여서, 상기 이면판(13)과 동질의 표면판(12) 상호 간의 일체성 을 증대시켜 주도록 함을 특징으로 하는 사출방식의 전열선을 내장한 유로폼인 것이 본 발명의 핵심 구성요소이며 이를 특징으로 한다.

또한, 상기 유로폼(10)은, 상기 이면판(13)의 접합면에 전열선(7)이 배선되는 경로와 상응하도록 적어도 하나의 배선연결단자를 형성하는 유선연결방식과, 상기 유로폼(10)의 내부에 무선으로 전력을 수신할 수 있는 무선전력수신장치가 내장된 무선연결방식 중에서 적어도 하나의 연결방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다 할 것이다. 이는 무선으로 전력을 보내는 기술이 현재 상용화되고 있기 때문에, 유선으로 본 발명의 유로폼을 시공현장에서 사용할 수 있으며, 이와 병행하여 무선으로도 전력을 공급받을 수 있는 무선전력 수신장치를 본 발명의 유로폼 내부에 장치하는 것이 바람직할 것이며 이를 특징으로 한다.

여기에서 무선으로 전력을 공급받는 신기술을 본 발명에 사용하기 위해서 그에 대한 이론을 밝혀두고자 한다.

도 6은 무선으로 전력을 공급받는 노트북 컴퓨터의 동작도를 보여주고 있는데, 도 6의 동작순서는, ①전류가 충전시스템의 구리 안테나로 전달되며; ②구리 안테나가 6.4메가 헤르츠(㎒) 주파수로 공명하면서 전자기파를 방출하고; ③전기 에너지의 꼬리가 5m까지 생성되어; ④노트북의 안테나가 같은 주파수로 공명하면서 내장 배터리가 충전되며; ⑤주변에 전자기기가 없으면 전기 에너지가 다시 충전시스템으로 흡수되는 것이 그 기본 원리이다.

이 동작원리에 대해서 미국 매사추세츠공과대(MIT) 마린 솔야식 교수팀은 샌프란시스코에서 개최된 미 물리학회 포럼에서 충전장치와 몇m나 떨어져 있어도 전 기가 무선으로 전달되는 시스템을 발표한 바 있다. 이들이 발표한 시스템은 아직 컴퓨터 시뮬레이션으로만 시험된 상태이나 워낙 개념이 간단해 곧 실용화에 이를 것으로 전문가들은 진단하고 있다.

상기와 같은 무선전력송수신 방식을 다시 설명하자면, MIT팀이 개발한 무선 충전시스템은 공명(共鳴)이라는 물리학 개념을 이용한 것이다. 초등학교 교과서에도 나오는 공명은 소리굽쇠를 울리면 옆에 있는 와인잔도 그와 같은 진동수로 울리는 현상을 말한다. 현악기 두 개를 나란히 두고 한 악기의 현을 튕기면 바로 옆의 악기도 같은 소리를 내는 것도 같은 이치다.

연구팀은 소리를 공명시키는 대신, 전기 에너지를 담은 전자기파를 공명시켰다. 전자기파는 라디오파나 적외선, X선과 같이 에너지를 담고 주변으로 전달하는 파장을 말한다. 즉 전기 에너지를 담은 전자기파가 발생하면 주변의 전자기기에서 같은 에너지의 전자기파가 발생하는 것이다. 전기 콘센트에 연결된 충전장치에는 구리선이 감겨 있는 코일이 들어 있다. 휴대폰이나 노트북에 같은 주파수의 전자기파와 공명을 일으키는 구리선 코일을 장착하면 전기 에너지가 자동으로 전달된다.

이 장치를 이용하면 5m 떨어진 곳에서도 무선으로 충전이 가능한데 문제는 전자기파를 내보낼 때 사용하는 안테나가 에너지를 전달하는데 적합하지 않다는 데 있다. 안테나는 전자기파를 사방으로 내보내기 때문에 주변 전자기기에 충분한 전기 에너지를 전달하지 못한다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 이른바 비(非)방사형(non-radiative) 안테나를 개발했다. 이 안테나에 전기 에너지가 작용하면 일반 안테나처럼 주변 공간으로 발산되지 않고 마치 긴 꼬리를 가진 것처럼 주변 수 m까지 그대로 살아남게 된다. 여기에 휴대폰이나 노트북이 다가가면 자동으로 충전이 되는 것이다.

연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이 시스템이 3~5m 떨어져 있는 전자기기를 충전시킬 수 있으며, 전기 에너지를 받을 구리선 코일을 장착하지 않은 다른 전자기기나 인체에는 아무런 영향을 미치지 않는다는 사실을 확인했다. 전자기파 발생장치에서 발생하는 에너지는 지구 자기장이 만드는 전자기파보다 약했다고 한다. 그래서 본 발명에 사용하는 무선전력송수신기는 상기와 같은 원리를 이용하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 도 7은 영국 스플래시파워사가 개발한 휴대폰 무선전력송수신 충전기인 스플래시패드(Splash Pad)의 사용도인데, 스플래시패드는 19세기 영국 물리학자 패러데이가 발견한 전자기 유도(電磁氣 誘導)현상을 이용한 것이다. 이는 전류가 흐르면 자기장이 생기고, 이 자기장이 다시 새로운 전류를 발생시키는 것이 그 원리이다. 패드의 전원을 켜면 패드 내부의 1차 코일에서 자기장이 발생한다. 이 자기장은 휴대폰 등 전자기기의 전력수신부에 있는 2차 코일에 유도 전류를 발생시키고, 이 전류가 전자기기 내의 배터리를 무선으로 충전시키며 이러한 방식의 무선전력송수신기도 본 발명에서 채택할 수 있으며 이를 특징으로 한다.

상기와 같은 원리를 이용하는 실시 예를 들자면, 전동치솔의 무선충전시스템을 들 수 있는데, 전동칫솔을 자세히 살펴보면 칫솔 부분은 구멍이 나 있고, 칫솔걸이 부분은 기둥이 솟아 있는데 이 둘의 주위를 코일이 감싸고 있는 것을 볼 수 있다. 이 각각은 1차 코일과 2차 코일을 형성하여 전자기 유도현상을 일으키며 따 라서 직접 접촉하지 않고도 유도전기에 의해 전동칫솔을 충전하게 되는 것이다. 전동 칫솔은 물에 젖기 쉬우므로 단자를 노출하지 않고 충전할 수 있는 유도 방식의 충전이 바람직하며 이러한 원리를 본 발명에 사용할 수도 있으며 이를 특징으로 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에서 사용하는 무선전력수신부의 인쇄기판형(PCB:Print Circuit Board) 렉테나의 평면도이며, 도 9는 무선전력용 안테나인 렉테나의 원리에 대한 설명도이다.

렉테나(Rectenna)는 조어로 Rectifier(정류기)와 Antenna(안테나)를 합성한 말이다. 도 11에서와 같이 안테나와 정류기를 조합한 구조로 되어 있으며, 마이크로파를 직접 직류전력으로 변환하는 소자이다. Rectenna는 기본적으로 1/2 파장의 다이폴 안테나의 맨 중앙부에 정류 다이오드를 접속한 구조로 되어 있는데, 다이폴 안테나에 마이크로파가 조사되면 전기적으로 공진하여 중앙부가 전류의 배로 된다. 여기에서 다이오드의 위치를 약간 조정하여 안테나와 다이오드의 임피던스 정합을 취하며, 전력은 로패스 필터를 통하여 외부에서 사용한다.

도 9에서와 같이 렉테나를 필요한 수만큼 열거하여 원하는 전력을 꺼내는데 그러기 위해서 Rectenna array는 일반적으로 microstrip 구조(도 8)와 같은 프린트 기판 구조:PCB)로 제조하는데 이를 본 기술의 유로폼 내부에 내장하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 무선전력송수신 방식은 그 기술이 추후에 더 진보될 것으로 예견되며, 본 발명에서는 이와같은 무선전력송수신장치를 이용하여 무선으로 신축건 물의 건설에 사용하는 본 발명의 유로폼에 적용할 것이며 이를 특징으로 하는 것이 가장 바람직하다 할 것이다.

또한, 상기 유로폼(10)의 중앙에 굴절을 자유롭게 할 수 있는 기능을 가진 굴절홈(20)이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 사출방식의 전열선을 내장한 유로폼인 것도 바람직하다. 이는 기존의 플라스틱 사출 방식의 유로폼이 90도의 각도나 또는 자유자재의 각도로 맞추어서 쓸 수 있게 설계가 되어 있기 때문에 그러한 방식으로 구조를 잡는 것을 특징으로 하며, 도 3에서와 같이 굴절홈(20)이 90도 각도로 시공되는 모습을 보여 주고 있으므로 참조 바란다.

또한, 본 발명의 유로폼은 화학적 특성이 안정된 폴리에틸렌을 소재로 하여 성형된 합성수지 판재로 만들어서 타설된 미경화콘크리트로부터 쉽게 박리 되도록 하면서도, 전열선(7)으로부터 발산되는 복사열이 미경화콘크리트측으로 열전달이 용이하도록 열전도성이 좋은 소재를 사용하는 것이 바람직할 것이다.

그리고 상기 단열판(8)은 열전도성이 가장 낮은 소재를 사용하여야 소기의 목적을 달성할 수 잇음은 물론이다.

전열선(7)은 상기 이면판(13)과 표면판(12) 사이에서 일정한 온도로 발열되도록 배선되어서, 저온하에서 타설되는 미경화콘크리트의 경화시기를 단축시켜 주면서도 동결됨을 방지하여 주도록 한다.

그리고, 상기 전열선(7)은 일정한 발열용량을 가지는 니크롬선으로 만들어지며 상기 이면판(13)과 표면판(12) 사이에 일정한 간격으로 지그재그로 배선하여서, 상기 표면판(12)을 통하여 타설된 미경화콘크리트에 골고루 열이 전달되도록 하여 서, 저온하에서도 미경화콘크리트의 경화시기를 단축시켜 주는 동시에 동결됨을 방지하여 주도록 한다.

또한, 상기 전열선(7)의 양단부를 상기 이면판(13)의 일측 코너부위에서 외부로 노출되도록 내설된 접속단자(미도시)에 연결하고, 그 접속단자와 전기적으로 연결되도록 양단부에 접속플러그(미도시)를 가지는 연결코드선(미도시)을 구비하여서, 상기 전열선(7)을 외부전원에 간편하게 연결시켜서 전원을 공급받을 수 있도록 한 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명은 이면판과 동질의 표면판이 전열선을 사이에 두고 단열재를 매개로 하여 일체의 유로폼으로 사출되도록 함으로써, 제작여건을 획기적으로 개선시켜서 저렴한 비용으로 생산 공급할 수 있도록 하여 주며, 시공되는 콘크리트 구조물의 외표면을 고르게 성형시켜 주는 유용한 효과를 기대할 수 있다.

Claims (3)

1. 일반적인 거푸집이 아닌 사출 방식에 의해 성형되는 유로폼에 있어서,

   소정의 단면 두께와 평면적을 가지는 사출로 성형되는 이면판(13)과;

   상기 이면판(13)의 전면에 배치되며 사출로 성형되는 표면판(12)과;

   상기 이면판(13)과 표면판(12) 사이에 외부 전원파 통전되도록 배선되어서 발열되는 전열선(7)이 배치되며;

   상기 표면판(12)의 일 측에 온도 전달을 차단하는 단열판(8)이 배치되며;

   상기 표면판(12)이 단열판(8)과 전열선(7)을 사이에 두고 상기 이면판(13)과 일체로 성형 사출되도록 하여서;

   상기 이면판(13)과 동질의 표면판(12) 상호 간의 일체성을 증대시켜 주도록 함을 특징으로 하는 사출방식의 전열선을 내장한 유로폼.
2. 제1항에 있어서 상기 유로폼(10)은,

   상기 이면판(13)의 접합면에 전열선(7)이 배선되는 경로와 상응하도록 적어도 하나의 배선연결단자를 형성하는 유선연결방식과;

   상기 유로폼(10)의 내부에 무선으로 전력을 수신할 수 있는 무선전력수신장치가 내장된 무선연결방식 중에서 적어도 하나의 연결방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 사출방식의 전열선을 내장한 유로폼.
3. 제1항 또는 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 유로폼(10)의 중앙에 굴절을 자유롭게 할 수 있는 기능을 가진 굴절홈(20)이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 사출방식의 전열선을 내장한 유로폼.

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