KR20110004769A - 이중구조 가마 - Google Patents

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Abstract

비교적 높은 온도를 형성하는 재벌구이용 소성실로부터 배출되는 폐열을 초벌구이용 소성실로 유입되도록 한 이중구조 가마가 개시된다. 이중구조 가마는 화구가 관통되어, 상기 화구로부터 공급되는 열기에 의해 제1 설정온도로 가열되는 제1 소성실;상기 제1 소성실에 연통되며, 상기 제1 소성실 내부의 상기 열기가 배출되는 통로를 형성하는 제1 연도;상기 제1 연도에 연통되며, 상기 제1 연도를 통과한 상기 열기가 배출되는 통로를 형성하는 제2 연도;상기 제2 연도와 연통되며, 상기 제2 연도를 통과하는 상기 열기가 내부로 유입되어 제2 설정온도로 가열되는 제2 소성실;및 상기 제2 연도와 연통되며, 상기 제2 연도를 통과한 상기 열기가 외부로 배출되는 통로를 형성하는 굴뚝;을 포함한다.

Description

이중구조 가마{Double structure kiln}
본 발명은 이중구조 가마에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도자기의 초벌구이 및 재벌구이에 사용되는 이중구조 가마에 관한 것이다.
가마는 소성(燒成), 용융(熔融) 등의 열처리 공정을 수행하기 위해서 사용하는 장치로, 주로 도자기 등의 제조에 사용된다. 도자기 제조에 사용되는 일반적인 가마는 화구를 통한 소성실 내부에 열기를 보내고, 상승 열기를 소성실 아래에 위치한 연도를 통하여 배출하고, 이 열기가 굴뚝을 통해 배출하는 구조로 이루어진다.
일반적으로 도자기는 하나의 소성실에서 초벌구이와 재벌구이를 하는 방식으로 제조된다. 즉, 도자기 기물을 제작하여 소성실에 재임하고, 소성실을 초벌구이에 적당한 온도(약 800~850℃)로 가열하여 초벌구이한다. 그리고 초벌구이된 도자기 기물을 소성실에서 꺼내어 도자기 기물에 유약을 바르고, 초벌구이가 이루어진 소성실에 도자기 기물을 재임하여 다시 재벌구이에 적당한 온도(약 1200~1350℃)로 재가열하여 재벌구이한다.
이와 같이 종래의 도자기의 제조방식은 도자기 기물에 유약을 바르기 위해 하나의 소성실을 이용하여 초벌구이와 재벌구이로 나누어 제조하는 방식을 채택하고 있다.
하지만, 이러한 도자기의 제조방식은 연료의 과도한 소비로 인한 생산비용의 증가, 이산화탄소의 배출량 증가로 인한 환경오염, 초벌구이와 재벌구이를 각각 수행함에 따른 생산효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 비교적 높은 온도를 형성하는 재벌구이용 소성실로부터 배출되는 폐열을 초벌구이용 소성실로 유입되도록 하여 초벌구이용 소성실이 가열되도록 한 이중구조 가마를 제공하기 위한 것이다.
이중구조 가마는 화구가 관통되어, 상기 화구로부터 공급되는 열기에 의해 제1 설정온도로 가열되는 제1 소성실;상기 제1 소성실에 연통되며, 상기 제1 소성실 내부의 상기 열기가 배출되는 통로를 형성하는 제1 연도;상기 제1 연도에 연통되며, 상기 제1 연도를 통과한 상기 열기가 배출되는 통로를 형성하는 제2 연도;상기 제2 연도와 연통되며, 상기 제2 연도를 통과하는 상기 열기가 내부로 유입되어 제2 설정온도로 가열되는 제2 소성실;및 상기 제2 연도와 연통되며, 상기 제2 연도를 통과한 상기 열기가 외부로 배출되는 통로를 형성하는 굴뚝;을 포함한다.
상기 제2 연도는 상기 제1 연도, 상기 제2 소성실 및 상기 굴뚝을 향해 개구되며, 상기 굴뚝으로 향하는 상기 열기가 부딪혀 상기 제2 소성실로 향하도록 하는 격벽이 설치되는 제1 연도실;및 상기 제1 연도 및 상기 굴뚝을 향해 개구되며, 상기 제2 소성실을 향한 면에는 상기 열기가 상기 제2 소성실로 유입되는 것을 차단하는 차단벽이 설치되는 제2 연도실;을 포함할 수 있다.
상기 제1 연도실과 상기 제2 연도실은 상기 제1 연도로부터 상기 굴뚝으로 향하는 상기 연기의 진행방향에 교차되는 방향으로 배치되며, 상기 제2 연도는 상기 제1 연도실과 상기 제2 연도실의 배치방향으로 슬라이딩될 수 있다.
상기 제2 연도는 상기 제1 소성실이 상기 제1 설정온도에 도달하도록 상기 제1 연도실이 상기 제2 소성실을 폐쇄하는 위치로 슬라이딩되며, 상기 제2 소성실이 상기 제2 설정온도에 도달하도록 상기 제2 연도실이 상기 제2 소성실을 개통하는 위치로 슬라이딩될 수 있다.
상기 제1 설정온도는 상기 제2 설정온도보다 높을 수 있다.
상기 제1 소성실 및 상기 제2 소성실의 온도를 감지하는 제1 온도감지기 및 제2 온도감지기를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 소성실은 상기 제1 소성실의 일측방에 배치되며, 상기 제1 연도 및 상기 제2 연도는 상기 제1 소성실 및 상기 제2 소성실의 하방에 각각 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 이중구조 가마는 재벌구이용 소성실로부터 배출되는 폐열을 이용하여 초벌구이를 수행할 수 있으므로 열 손실 및 연료의 소비를 절감 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 이중구조 가마는 재벌구이 및 초벌구이를 함께 수행할 수 있으므로, 생산효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 이중구조 가마는 이산화탄소 배출량을 감소시켜 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 이중구조 가마를 나타낸 사시도이다.
도 2은 본 실시예에 따른 이중구조 가마를 절단한 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 이중구조 가마 중 제1 소성실을 제1 설정온도로 가열하는 나타낸 상태도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 이중구조 가마 중 제2 소성실을 제2 설정온도로 가열하는 나타낸 상태도이다.
이하, 본 실시예에 따른 이중구조 가마에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 실시예에 따른 이중구조 가마를 나타낸 사시도이고, 도 2은 본 실시예에 따른 이중구조 가마를 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이중구조 가마(100)는 제1 소성실(110), 제2 소성실(120)의 일측방에 배치되는 제2 소성실(120), 제1 소성실(110)의 하방에 배치되는 제1 연도(130), 제2 소성실(120)의 하방에 배치되는 제2 연도(140), 제2 연도(140)의 일측방에 배치되는 굴뚝(150)을 포함한다.
제1, 2 소성실(110, 120)은 내부로 도자기를 출입시키기 위한 제1, 2 도어(111, 121)가 각각 설치된다. 제1 소성실(110)은 제1 설정온도로 가열되어 도자기의 재벌구이용 소성실로 사용되며, 제2 소성실(120)은 제1 설정온도보다 낮은 제2 설정온도로 가열되어 도자기의 초벌구이용 소성실로 사용된다. 제1 설정온도는 대략 1250~1300℃ 이며, 제2 설정온도는 대략 800~850℃ 일 수 있다. 제1 소성실(110) 및 제2 소성실(120)에는 내부의 온도를 감지하며, 제1 소성실(110) 및 제2 소성실(120)의 온도를 각각 표시하는 제1 온도감지기(112) 및 제2 온도감지기(122)가 각각 설치된다.
제1 소성실(110)의 일측벽에는 화구(160)가 관통되어 설치된다. 화구(160)는 제1 소성실(110)을 가열하기 위한 열원인 연소장치(미도시)로부터 연장되어 제1 소성실(110)의 일측벽을 관통하며, 연소장치(미도시)로부터 발생되는 열기를 제1 소성실(110)로 제공한다.
제1 소성실(110)의 바닥은 화구(160)로부터 제공되는 열기가 배출될 수 있도록 개방된다. 제1 연도(130)는 제1 소성실(110)과 연통되어 제1 소성실(110) 내부의 열기가 배출되는 통로를 형성한다.
제2 소성실(120)의 바닥은 제1 연도(130)를 통해 배출되는 열기가 제2 소성실(120)의 내부로 유입되고, 제2 소성실(120) 내부의 열기가 배출될 수 있도록 개방된다. 제2 연도(140)는 제2 소성실(120)과 연통되어 제2 연도(140)로 배출되는 열기가 제2 소성실(120)로 유입될 수 있는 통로를 형성하며, 제2 소성실(120)의 열기가 배출되는 통로를 형성한다.
제2 연도(140)는 제1 연도(130)로부터 굴뚝(150)으로 배출되는 열기의 진행방향에 교차하는 방향으로 배치되는 제1 연도실(141) 및 제2 연도실(143)을 포함한다.
제1 연도실(141)은 제2 연도(140)와 제2 소성실(120)을 개통시켜 제2 연도(140) 내부의 열기를 제2 소성실(120)로 안내하며, 제2 소성실(120)의 열기가 굴뚝(150)으로 배출되는 통로를 형성한다. 즉, 제2 연도실(143)은 제1 연도(130), 제2 소성실(120) 및 굴뚝(150)을 향해 개구되며, 내부에는 격벽(142)이 설치된다. 격벽(142)은 제1 연도(130)로부터 제2 연도(140)로 배출되는 열기가 격벽(142)에 부딪혀 제2 소성실(120)로 향하도록 하며, 제2 소성실(120)의 내벽을 따라 다시 제1 연도실(141)로 유입되는 열기가 굴뚝(150)을 통해 외부로 배출되도록 한다.
제2 연도실(143)은 제1 연도(130)로부터 굴뚝(150)으로 배출되는 열기가 제2 소성실(120)로 향하는 것을 차단한다. 즉, 제2 연도실(143)은 제1 연도(130) 및 굴뚝(150)을 향해 개구되며, 제2 소성실(120)을 향한 면에는 열기의 진행을 차단하는 차단벽(144)이 설치된다. 이러한 제2 연도(140)는 하부에 바퀴(145)가 장착되어 제1 연도(130)로부터 굴뚝(150)으로 배출되는 열기의 진행방향에 교차되는 방향으로 슬라이딩된다. 이에 따라 제2 소성실(120)의 하부에는 제1 연도실(141)과 제2 연도실(143) 중 선택되는 어느 하나가 위치할 수 있다.
즉, 제1 소성실(110)을 제1 설정온도에 원활하게 도달시키기 위해서는 제2 연도실(143)이 제2 소성실(120)의 하부에 위치하도록 하여 제2 소성실(120)로 열기가 유입되는 것을 차단한다. 반면, 제2 소성실(120)을 제2 설정온도에 원활하게 도달시키기 위해서는 제1 연도실(141)이 제2 소성실(120)의 하부에 위치하도록 하여 제2 소성실(120)로 열기가 원활하게 유입되도록 한다.
여기서, 상술된 설명에서 제2 연도(140)의 슬라이딩 구동을 위한 구성으로 하부에 배치되는 바퀴를 사용하는 것으로 설명하고 있다. 도시되지 않았지만, 제2 연도(140) 및 제2 소성실(120)의 하부에는 제2 연도(140)의 슬라이딩 구동을 위한 가이드 홈 및 가이드 돌기가 설치될 수 있으며, 슬라이드 구동에 필요한 동력을 제공하는 유/공압실린더와 같은 리니어액츄에이터가 추가로 설치될 수 있다.
한편, 굴뚝(150)은 제2 연도(140)와 연통되어 제2 연도(140)의 열기가 외부로 배출되는 통로를 형성한다.
이하, 본 실시예에 따른 이중구조 가마의 작동에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 실시예에 따른 이중구조 가마 중 제1 소성실을 제1 설정온도로 가열하는 나타낸 상태도이다.
도 3을 참조하면, 연소장치(미도시)에 의해 제공되는 열기는 화구(160)를 통해 제1 소성실(110)의 내부로 제공된다. 이 열기는 제1 소성실(110)의 내벽을 따라 제1 소성실(110)의 내부를 순환한다. 제1 소성실(110)의 내부를 순환한 열기는 제1 연도(130)를 통과하여 제2 연도(140)로 향한다.
이때, 제2 소성실(120)의 하부에는 제2 연도(140) 중 제2 연도실(143)이 위치한다. 따라서 열기는 차단벽(144)에 의해 제2 소성실(120)로 유입되는 것이 차단되며, 제2 연도실(143)을 따라 굴뚝(150)으로 배출된다.
이와 같이 제1 소성실(110)은 화구(160)를 통해 열기를 공급받으며, 제1 소성실(110)의 열기는 제1 연도(130) 및 제2 연도(140)를 통해 굴뚝(150)으로 배출된다. 이에 따라 제1 소성실(110)은 제1 설정온도에 원활하게 도달한다.
도 4는 본 실시예에 따른 이중구조 가마 중 제2 소성실을 제2 설정온도로 가열하는 나타낸 상태도이다.
도 4를 참조하면, 연소장치(미도시)에 의해 제공되는 열기는 화구(160)를 통해 제1 소성실(110)의 내부로 제공된다. 이 열기는 제1 소성실(110)의 내벽을 따라 제1 소성실(110)의 내부를 순환한다. 제1 소성실(110)의 내부를 순환한 열기는 제1 연도(130)를 통과하여 제2 연도(140)로 향한다.
이때, 제2 소성실(120)의 하부에는 제2 연도(140) 중 제1 연도실(143)이 위치한다. 따라서 열기는 격벽(142)에 부딪혀 제2 소성실(120)로 유입된다. 제2 소성실(120)로 유입된 열기는 제2 소성실(120)의 내벽을 따라 제2 소성실(120)의 내부를 순환한다. 제2 소성실(120)의 내부를 순환한 열기는 제1 연도실(141)을 통과하여 굴뚝(150)을 통해 외부로 배출된다.
이와 같이 제1 소성실(110)에서 배출되어 굴뚝(150)으로 향하는 열기는 격벽(142)에 부딪혀 제2 소성실(120)로 유입되고, 제2 소성실(120) 내부에서 순환되어 다시 굴뚝(150)을 통해 외부로 배출된다. 이에 따라 제2 소성실(120)은 제2 설정온도에 원활하게 도달한다.
계속해서, 제2 소성실(120)이 제2 설정온도에 도달하면, 더 이상 제2 소성실(120)로 열기가 유입되지 않도록 제2 소성실(120)의 하부에는 제2 연도실(143)을 위치시킨다.
상술한 바와 같이, 이중구조 가마(100)는 열기를 제1 소성실(110)로 제공하여 제1 소성실(110)이 제1 설정온도에 도달하도록 하여 도자기의 재벌구이를 수행함과 동시에, 제1 소성실(110)로부터 배출되는 폐열이 제2 소성실(120)로 유입되도록 하여 제2 소성실(120)이 제2 설정온도에 도달하도록 하여 도자기의 초벌구이를 수행할 수 있다.
따라서 이중구조 가마(100)는 열 손실 및 연료의 소비를 절감 수 있으며, 생산효율을 높일 수 있다.
100 : 이중구조 가마 110 : 제1 소성실
120 : 제2 소성실 130 : 제1 연도
140 : 제2 연도 141 : 제1 연도실
142 : 격벽 143 : 제2 연도실
144 : 차단벽 150 : 굴뚝

Claims (7)

  1. 화구가 관통되어, 상기 화구로부터 공급되는 열기에 의해 제1 설정온도로 가열되는 제1 소성실;
    상기 제1 소성실에 연통되며, 상기 제1 소성실 내부의 상기 열기가 배출되는 통로를 형성하는 제1 연도;
    상기 제1 연도에 연통되며, 상기 제1 연도를 통과한 상기 열기가 배출되는 통로를 형성하는 제2 연도;
    상기 제2 연도와 연통되며, 상기 제2 연도를 통과하는 상기 열기가 내부로 유입되어 제2 설정온도로 가열되는 제2 소성실;및
    상기 제2 연도와 연통되며, 상기 제2 연도를 통과한 상기 열기가 외부로 배출되는 통로를 형성하는 굴뚝;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중구조 가마.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제2 연도는
    상기 제1 연도, 상기 제2 소성실 및 상기 굴뚝을 향해 개구되며, 상기 굴뚝으로 향하는 상기 열기가 부딪혀 상기 제2 소성실로 향하도록 하는 격벽이 설치되는 제1 연도실;및
    상기 제1 연도 및 상기 굴뚝을 향해 개구되며, 상기 제2 소성실을 향한 면에는 상기 열기가 상기 제2 소성실로 유입되는 것을 차단하는 차단벽이 설치되는 제2 연도실;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중구조 가마.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 연도실과 상기 제2 연도실은 상기 제1 연도로부터 상기 굴뚝으로 향하는 상기 연기의 진행방향에 교차되는 방향으로 배치되며,
    상기 제2 연도는 상기 제1 연도실과 상기 제2 연도실의 배치방향으로 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 이중구조 가마.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 제2 연도는
    상기 제1 소성실이 상기 제1 설정온도에 도달하도록 상기 제1 연도실이 상기 제2 소성실을 폐쇄하는 위치로 슬라이딩되며,
    상기 제2 소성실이 상기 제2 설정온도에 도달하도록 상기 제2 연도실이 상기 제2 소성실을 개통하는 위치로 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 이중구조 가마.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제1 설정온도는 상기 제2 설정온도보다 높은 것을 특징으로 하는 이중구조 가마.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제1 소성실 및 상기 제2 소성실의 온도를 감지하는 제1 온도감지기 및 제2 온도감지기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중구조 가마.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 소성실은 상기 제1 소성실의 일측방에 배치되며,
    상기 제1 연도 및 상기 제2 연도는 상기 제1 소성실 및 상기 제2 소성실의 하방에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 이중구조 가마.
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