KR20120139244A

KR20120139244A - Heating device using microwave and construction method of heating unit using the same

Info

Publication number: KR20120139244A
Application number: KR1020110058947A
Authority: KR
Inventors: 서덕동; 유정훈; 이부일; 장태화
Original assignee: 서덕동; 유정훈; 이부일; 장태화
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-12-27
Also published as: KR101312739B1

Abstract

PURPOSE: A heating device using a microwave and a construction method of a heating element using the same are provided to prevent freezing due to snow in the winter by heating an index through a heat generation part. CONSTITUTION: A microwave generator generates a microwave. A wave guide(12) transmits the microwave to the inside of a housing(15). A heat generation part(23) generates heat by absorbing the diffusely reflected microwave. The heat generation part heats the surface of an object by the generated heat.

Description

Heating device using microwave and construction method of heating element using same {Heating device using microwave and construction method of heating unit using the same}

본 발명은 마이크로파를 이용한 발열장치와 이러한 발열장치를 이용한 발열체의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 결빙구간의 도로나 교량, 철도궤도, 건축물바닥 또는 벽체, 전열기기 등에 함입시켜 이를 가열할 수 있는 마이크로파를 이용한 발열장치; 및 이를 이용한 발열체의 시공방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a heating device using microwaves and a construction method of a heating element using such a heating device, and more particularly, it can be heated by incorporating into a road or bridge, a railroad track, a building floor or wall, a heating device, and the like in a freezing section. Heating device using a microwave; And it relates to a construction method of the heating element using the same.

일반적으로 도로에 눈이 내리거나 결빙될 경우 노면이 미끄러워져 교통사고와 같은 사고 위험이 높으며, 특히 고속도로나 언덕길, 커브길, 교량 등에서는 그 위험도가 더 커지게 된다.In general, when snow falls or freezes on the road, the road surface becomes slippery, and the risk of an accident such as a traffic accident is high, especially on highways, hills, curves and bridges.

이에 종래에는 차량이나 보행자가 다니는 노면에 모래나 염화칼슘을 뿌려 차나 도로 보행자가 노면으로부터 미끄러지는 것을 방지하였다.Therefore, in the past, sand or calcium chloride was sprayed on a road surface on which a vehicle or a pedestrian traveled to prevent a car or road pedestrian from slipping off the road surface.

그러나, 눈이 올 때마다 뿌리기 위해 상기 모래나 염화칼슘을 노면에 항시 비치하는 경우에 평소에 모래나 염화칼슘을 보관하는 보관함이 도로나 보행로에 별도의 공간을 차지함에 따라 도로나 보행로가 좁아져 통행에 불편함을 주고, 별도의 보관함을 설치해야 하므로 설치비용이 들며, 모래나 염화칼슘이 떨어졌을 경우에 다시 채워 넣어야 하는 번거로움이 있다.However, when the sand or calcium chloride is always provided on the road for sprinkling every snow, the storage space for sand or calcium chloride usually occupies a separate space on the road or pedestrian path, so the road or pedestrian path becomes narrower. Inconvenient, it requires the installation of a separate storage box, so the installation cost, there is a hassle to refill when sand or calcium chloride falls.

또한, 눈이 올 때마다 상기 모래나 염화칼슘을 뿌리기 위해 원하는 장소까지 운반해야 하기 때문에 운반비용이 발생하고, 모래나 염화칼슘을 뿌릴 때 차량 등의 통행을 통제해야 하므로 교통체증을 더욱 악화시키는 문제점이 있다.In addition, since snow must be transported to a desired place for sprinkling the sand or calcium chloride every time it snows, transportation costs are incurred, and when traffic is sprayed with sand or calcium chloride, traffic must be controlled so that traffic jams are further exacerbated. .

아울러 염화칼슘의 경우는 강설량이 많았던 2010년의 경우 약 5000여 톤이 뿌려져 그 수급이 문제시될 정도로 다량이 소모되었고 이에 따라 차량의 부식 문제와는 별도로 토양 오염, 하천 오염 등의 환경적인 문제가 발생할 가능성이 높아졌다. 그러나, 염화칼슘을 대체할 수 있는 새로운 재료의 개발 필요성은 크나 현실적으로 이를 대체할 수 있는 재료는 아직 개발되지 않고 있는 상황이다. In the case of calcium chloride, about 5000 tons were sprayed in 2010, when the amount of snow was heavy, and the supply and demand was a big problem. Therefore, environmental problems such as soil pollution and river pollution may occur separately from the corrosion problems of vehicles. This is high. However, there is a great need to develop a new material that can replace calcium chloride, but in reality, a material that can replace it has not been developed yet.

또한, 철도 궤도는 적설이 결빙되면 자칫 대형 사고의 원인이 될 수 있음에도 불구하고 제설장비가 쉽게 접근하기 어려운 면이 있어 특히 겨울철에는 항상 대형 사고의 위험을 안고 철도, 고속철도 등이 운행되고 있는 실정이고, 건축물 등의 바닥이나 벽체의 경우에는 기존에 코일 방식의 난방 장치를 사용하기 때문에 전력 소비가 지나치게 많은 문제점이 있었다. In addition, although the railroad tracks can cause large-scale accidents when snow is frozen, snow removal equipment is difficult to access easily. Especially, in winter, railways and high-speed railways are always operating with the risk of large-scale accidents. In the case of floors and walls, such as buildings, power consumption is excessive because of the conventional coil type heating device.

아울러, 겨울철 지속적인 난방을 해야 하는 축사, 양어장, 온실, 화훼용 비닐 하우스 등에는 대부분 기름 보일러나 가스보일러 또는 전기보일러를 사용해야 하는 관계로 국제유가가 계속 오르는 가운데서 농민들의 시름이 더욱 깊어지고 있는 바, 이러한 높은 난방 유지 비용을 절감할 수 있는 대책이 하루 빨리 강구되어야 하는 상황에 있다. In addition, farmers, fish farms, greenhouses, and flower vinyl houses, which require constant heating in winter, have to use oil boilers, gas boilers, or electric boilers. There is a situation in which measures to reduce such high heating maintenance costs must be taken as soon as possible.

또한, 최근 여름철 뿐만 아니라 겨울철에도 전력 소모량이 한계점까지 오르는 상황에서 특히 일본 대지진으로 인한 원자력 발전소의 안정성 문제 등이 대두되고 있어 전력 수요를 충족시키기 위해 무작정 원자력 발전소를 확대하기 어려운 상황이므로, 전력소모량을 줄이고자 하는 정부의 국가 에너지 정책 차원에서의 고심도 깊다고 할 수 있다.
In addition, in recent years, as well as in summer, power consumption has reached its limit, especially the stability of nuclear power plants due to the earthquake in Japan, which is emerging, it is difficult to expand nuclear power plants in order to meet the demand of power, so The government's efforts to reduce the national energy policy level is also deep.

종래에도 열선을 이용하여 전도성 모르타르 또는 콘크리트를 제조하기 위한 시도가 있었다. 그러나 종래의 열선을 이용한 방법은 열전달이 높은 결합재 부분에 1차 온도 상승을 일으킨 후, 시멘트 모르타르와 콘크리트 조성물에서 대부분의 용적을 차지하고 있는 골재에 열이 전달되어 열효율 및 온도 상승 속도에 한계가 있었다. 이와 같이 기존의 발열성 시멘트 모르타르 및 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 발열 시스템은 열효율이 낮을 뿐만 아니라 빠른 온도 상승 효과가 발생하기 곤란하였으며, 결합재의 배합 및 품질관리가 어렵고 결합재 자체의 가격이 높아서 실용화에는 어려움이 많았다. Attempts have been made in the past to produce conductive mortar or concrete using hot wire. However, the conventional method using a hot wire causes a first temperature rise in the binder portion having high heat transfer, and heat is transferred to the aggregate which occupies most of the volume in the cement mortar and the concrete composition, thereby limiting the thermal efficiency and the rate of temperature rise. As described above, the exothermic cement mortar and concrete composition and the heating system using the same have low thermal efficiency and are difficult to produce a rapid temperature rise effect, and are difficult to commercialize due to the difficulty of compounding and quality control of the binder and the high cost of the binder itself. Many.

따라서 다양한 용도 개발을 위해 부도체로 알려진 시멘트 모르타르 또는 콘크리트 자체에 전도성을 부여하기 위한 시도가 계속적으로 이어져 왔다. Thus, attempts have been made to impart conductivity to the cement mortar or the concrete itself, known as insulators for various applications.

대표적으로는 전도성 재료를 혼합시켜 전기 저항을 낮추어 도전성 시멘트 모르타르 또는 콘크리트를 만들고자 하는 시도가 있었다. Representatives have attempted to make conductive cement mortar or concrete by mixing conductive materials to lower electrical resistance.

도전성 재료로서 도전성 섬유를 이용한 예를 들면, 일본 특허 공개 소61-178451호에는 도전성 재생 셀룰로오스 섬유를 혼합시킨 도전성 콘크리트가 개시되어 있고, 일본 특허 공개 소63-215542호에는 도전성 섬유 이외에 보강용 섬유 골재 합성수지 또는 고무를 혼합시킨 도전성 섬유보강 콘크리트가 개시되어 있다. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-178451 discloses conductive concrete in which conductive regenerated cellulose fibers are mixed. Japanese Patent Laid-Open No. 63-215542 discloses a fiber aggregate for reinforcement in addition to conductive fibers. A conductive fiber reinforced concrete in which synthetic resin or rubber is mixed is disclosed.

도전성 재료로서 탄소 섬유를 이용한 예로서, 일본 특허 공개 소64-10583호에는 흑연 또는 카본 블랙과 같은 전도성 미분말 탄소에 탄소 섬유를 병용, 혼합하여 얻은 도전성 콘크리트가 개시되어 있고, 일본 특허 공개 소64-14137호에는 휜 형태의 탄소 섬유를 함유시킨 도전성 콘크리트가 개시되어 있으며, 일본 특허 공개 소64-72947호에는 탄소 섬유 및 알칼리 금속의 탄산염 또는 탄산 수소염을 함유시킨 도전성 콘크리트가 개시되어 있다. 그러나 상기한 도전성 콘크리트는 접지 저항 저감제, 전파 흡수체나 대전 방지성 건설 재료로서 용도를 한정하고 있을 뿐 난방용도 등에는 적용되기 어려운 문제가 있다. As an example of using carbon fiber as the conductive material, Japanese Patent Laid-Open No. 64-10583 discloses conductive concrete obtained by using and mixing carbon fiber in combination with conductive fine powder carbon such as graphite or carbon black. 14137 discloses a conductive concrete containing carbon fibers in the form of 휜, and Japanese Patent Laid-Open No. 64-72947 discloses a conductive concrete containing carbonate or hydrogen carbonate salt of carbon fiber and alkali metal. However, the above-mentioned conductive concrete has a problem of being limited to its use as a grounding resistance reducing agent, a radio wave absorber or an antistatic construction material, and difficult to be applied to heating purposes.

또한, 대한민국 공개특허 특1998-077505호는 광물접합 물질, 전기전도성 물질, 첨가물질, 보조물질로 구성되며, 발열효율이 우수하고 고온에서 내구성이 뛰어난 동시에 발열성이 지속적으로 유지될 수 있는 전기전도성 발열 콘크리트를 제안하고 있다. 그러나, 여기에서 사용된 전기전도성 물질은 기본적으로 흑연 등 탄소계 물질로서 그 가격이 매우 높고 다량 사용되어야 효과를 보이므로 현실적으로 적용되기 어렵고, 또한, 사용되는 점토, 황토, 제철슬래그 등의 보조물질 내지 첨가물질은 정제 과정 없이 사용되기 때문에 단순히 보조 또는 첨가물질(충진재 등)로 사용되는 것에 불과하고 그 자체로 발열에 기여하는 것은 아니다. In addition, the Republic of Korea Patent Publication No. 1998-077505 is composed of a mineral bonding material, an electrically conductive material, additives, auxiliary materials, excellent heat generating efficiency, high durability at high temperature and at the same time the heat conductivity can be continuously maintained. Proposed exothermic concrete. However, the electrically conductive material used here is basically a carbon-based material such as graphite and its price is very high, and it is difficult to apply realistically since it is effective in large quantities, and it is also difficult to apply it to auxiliary materials such as clay, loess, steel slag, Since the additives are used without purification, they are merely used as auxiliary or additives (fillers, etc.) and do not contribute to the heat generation by themselves.

난방 용도에 관해서 대한민국 공개특허 제96-7495호는 난방용 마무리 또는 판넬로 사용하기에 적합한 흑연 분말을 함유한 시멘트 바인더에 탄소 섬유를 첨가함으로써 도전성 시멘트 복합재를 얻을 수 있음을 제시하고 있다. 그러나, 상기 재료들은 기본적으로 저항을 이용하는 탄소 섬유 등의 도전성 재료에 전원을 공급하여 저항을 발생시키는 원리를 이용한 것이므로 전력 소모량이 많고 장기간 사용시 내구성이 떨어지며 사용 불량 발생시 보수가 어려운 문제점이 있었다. Regarding the heating use, Korean Patent Laid-Open Publication No. 96-7495 suggests that a conductive cement composite can be obtained by adding carbon fiber to a cement binder containing graphite powder suitable for use as a heating finish or panel. However, since the materials basically use the principle of generating resistance by supplying power to a conductive material such as carbon fiber, which uses resistance, power consumption is high, durability is poor when used for a long time, and maintenance is difficult in case of poor use.

대한민국 공개특허 제96-37598호에서는 도전성 재료로서 토상 흑연, 인상 흑연 및 인조 흑연 등을 이용하여 도전성 모르타르 및 콘크리트 조성물을 얻을 수 있음을 제시하고 있다. 그러나 이들 방법은 다량의 흑연 분말을 사용해야 하기 때문에 조성물 자체가 고가이면서 혼합의 균일성을 위해 유동화제가 다량으로 사용된다고 하는 단점이 있었다. 한국 특허 제0328539호에서는 수경성 시멘트와 흑연을 함유하는 원료 분말에 일정량의 물을 첨가하는 것으로 이루어진 압축 또는 압출 성형용의 발열성 시멘트 모르타르 또는 콘크리트 조성물을 제시하고 있으며, 이 조성물을 가압 압축 성형, 진동 압축 성형 또는 압출 성형시켜 시멘트 발열체를 제조하는 것을 제시하고 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 96-37598 suggests that the conductive mortar and the concrete composition can be obtained by using earthy graphite, impression graphite, artificial graphite, or the like as the conductive material. However, these methods have a disadvantage in that a large amount of graphite powder is used, and therefore the composition itself is expensive and a large amount of a fluidizing agent is used for uniformity of mixing. Korean Patent No. 0328539 discloses a pyrogenic cement mortar or concrete composition for compression or extrusion, comprising adding a certain amount of water to a raw material powder containing hydraulic cement and graphite, and the composition is subjected to pressure compression molding and vibration. It is proposed to produce a cement heating element by compression molding or extrusion molding.

그러나 전술한 바와 같이 도전성 콘크리트 혼합물에 관하여 제안된 대부분의 종래 기술은 탄소 섬유 및/또는 흑연을 도전성 재료로서 사용하고 있으나 탄소 섬유 및 흑연이 그 자체로 고가일 뿐만 아니라 콘크리트 제조 시 혼합이 균일하지 못하다는 단점이 있으며, 기본적으로 열선을 사용하는 시스템으로서 효율이 떨어진다는 문제점이 있다. 또한 발열성 시멘트 모르타르 또는 콘크리트를 얻기 위한 조성물은 기공률이 적고 기공이 균일하게 분포되도록 할 필요가 있으므로, 다량의 물을 사용하는 것이 큰 부담으로 작용하기 때문에 물 대신 다량의 감수제를 추가적으로 사용해야만 하는 문제가 있다. 따라서 기존의 발열 모르타르 또는 발열 콘크리트 재료 등은 그 필요성은 절감하면서도 현실적으로 도로, 교량, 축사, 온실, 양식장, 전열기기 등 발열이 필요한 부분에 실질적으로 적용되기 어려운 면이 있어 사용되지 못하고 있었다.
However, as described above, most of the conventional techniques proposed for the conductive concrete mixture use carbon fiber and / or graphite as the conductive material, but the carbon fiber and graphite are not only expensive in themselves, but the mixing is not uniform in concrete production. There is a disadvantage, there is a problem that the efficiency is low as a system using a heating wire basically. In addition, since the composition for obtaining pyrogenic cement mortar or concrete needs to have a low porosity and a uniform distribution of pores, a problem of having to use an additional amount of water reducing agent instead of water is because the use of a large amount of water acts as a big burden. There is. Therefore, the existing heating mortar or concrete concrete materials, while reducing the need for them, were not practically applied to the areas requiring heat generation such as roads, bridges, barns, greenhouses, farms, and heating equipment.

본 발명은 상기와 같은 상황 및 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 기본적으로 열선을 사용하는 시스템을 배제하고 도로, 교량 등의 지표 하부에 마이크로파를 이용한 전자발열부를 매설하여 지표 등 표면을 가열함으로써, 별도의 모래나 염화칼슘 등을 뿌리지 않고도 겨울철에 도로 등에 쌓인 눈을 녹여 결빙으로 인한 미끄럼을 방지하고, 차량 바퀴의 미끄럼으로 인한 교통사고를 미연에 방지할 수 있는 마이크로파를 이용한 발열장치 및 이를 이용한 발열체의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above situation and problems, basically by excluding the system using a hot wire, by embedding an electromagnetic heating unit using a microwave under the surface of roads, bridges, etc. by heating the surface such as the surface, Heating device using microwave and heating element that can prevent skids due to freezing by melting snow accumulated on roads in winter without spraying sand or calcium chloride and preventing traffic accidents caused by sliding of vehicle wheels. The purpose is to provide a construction method.

아울러, 본 마이크로파를 이용한 발열장치를 도로나 교량에만 국한시키지 않고 축사, 양어장, 화훼용 비닐 하우스, 온풍기와 같은 전열기기 등 기존의 난방 비용이 큰 부담이 되었던 분야에도 소량의 전력 소모만으로도 충분한 발열 효과를 달성할 수 있는 발열장치 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
In addition, the heat generating device using the microwave is not limited to roads or bridges, and heat generation effects such as a small amount of power consumption are sufficient even in a field where heating costs such as barns, fish farms, flower vinyl houses, and heating devices such as hot air heaters have been burdened. It is an object of the present invention to provide a heating device and a construction method for achieving the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은In order to achieve the above object, the present invention

마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발생기;A microwave generator for generating microwaves;

상기 마이크로파 발생기로부터 마이크로파를 전달받아 하우징 내부로 전달하는 도파관; A waveguide receiving the microwaves from the microwave generator and transferring the microwaves into the housing;

상기 도파관으로 전달된 마이크로파를 난반사시키는 하우징; 및 A housing for diffusely reflecting the microwaves delivered to the waveguide; And

상기 난반사되는 마이크로파를 흡수하여 열을 발생시키고 이 열에 의해 가열 대상의 표면을 가열하는 발열부A heat generating portion that absorbs the diffusely reflected microwaves to generate heat and heats the surface of the heating target by the heat.

를 포함하여 구성되며, 상기 발열부는 산화철 화합물을 포함하는 금속산화물을 포함하여 구성되고 300MHz ~ 300GHz의 마이크로파에 의해 발열되는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 발열장치를 제공한다.It is configured to include, wherein the heat generating unit is configured to include a metal oxide containing an iron oxide compound and provides a heat generating apparatus using a microwave, characterized in that the heat generated by the microwave of 300MHz ~ 300GHz.

본 발명에서 상기 발열부는 Fe₂O₃, Fe₃O₄ 및 FeO 중 하나 이상의 산화철 화합물을 4 중량% 이상 포함하는 금속산화물 함유 조성물을 포함하여 구성됨으로써 마이크로파에 의해 발열되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the heat generating unit is characterized in that it comprises a metal oxide containing composition containing at least 4% by weight of one or more iron oxide compounds of Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ and FeO characterized in that the heat generated by the microwave.

또한, 본 발명은In addition,

상기 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열장치를 목적 대상물의 시공표면에 고정시키는 단계; 및Fixing the heating device using the microwave according to the present invention to the construction surface of the target object; And

상기 발열장치에 전극을 연결하는 단계Connecting an electrode to the heating device;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파에 의해 발열되는 발열체의 시공방법을 제공한다.
It provides a construction method of the heating element is generated by the microwave, characterized in that it comprises a.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열장치의 장점을 설명하면 다음과 같다.The advantages of the heating device using the microwave according to the present invention are as follows.

1. 마이크로파를 이용하여 발열시키는 발열부를 도로, 철도 궤도, 교량 등의 지면 하부에 설치하여 발열부를 통해 지표를 가열시킴으로써, 동절기에 눈이 도로에 내려 결빙되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 도로 상에서 자동차 주행 시 차량 바퀴의 미끄러짐을 최소화하여 안전사고를 방지할 수 있다.1. By heating the surface of the road, railroad tracks, bridges, etc. to generate heat by using microwaves to heat the surface through the heating part, it is possible not only to prevent snow from falling on the road in winter, but also on the road. It is possible to prevent safety accidents by minimizing the slip of the wheels when driving a car.

2. 한 개 또는 수 개의 마이크로파 발생기로부터 발생되는 마이크로파를 한 개 이상의 도파관을 통해 발열부의 전반부와 후반부에 각각 균등하게 분배하고, 도파관의 형태를 적용 대상물에 따라 수평형, 수직형, 원통형, 반원통형, 삼각형 등 다양하게 구성할 수 있다. 이러한 도파관을 통한 마이크로파의 분배로 인해 마이크로파를 발열부에 균등하게 조사함으로써 균일하게 발열시킬 수 있다.2. Distribute microwaves from one or several microwave generators equally in the first and second parts of the heating section through one or more waveguides, and apply the waveguide shape horizontally, vertically, cylindrically or semi-cylindrically depending on the application. , Triangle and so on. Due to the distribution of the microwaves through the waveguide, the microwaves can be uniformly generated by irradiating the microwaves evenly to the heating unit.

3. 한 개 또는 수 개의 마이크로파 발생기로부터 발생된 마이크로파를 도파관과 하우징의 구조 변경에 의해 발열부에 최적으로 분할 유도하고, 한정된 마이크로파의 발생량을 최대한 멀리 보냄으로써, 마이크로파 발생기의 설치비용 및 사용에너지를 절감할 수 있고, 마이크로파를 이용한 발열효율을 극대화할 수 있다.3. The microwaves generated from one or several microwave generators are optimally divided into the heating parts by changing the structure of the waveguide and the housing, and by sending the limited amount of microwaves as far as possible, the installation cost and use energy of the microwave generator are reduced. It can reduce and maximize the heating efficiency using microwave.

4. 아울러 건축물의 바닥재나 벽체에도 사용이 가능하며, 이 경우에는 기존의 열선(코일) 방식을 이용한 난방기구에 비하여 전력 소비량을 최대 90% 이상 줄일 수 있으므로 에너지 효율이 극대화될 수 있다. 4. It can also be used for building flooring and walls, and in this case, energy efficiency can be maximized as the power consumption can be reduced by up to 90% compared to the heating apparatus using the conventional heating (coil) method.

5. 예컨대, 겨울철에 도로에 적설이 발생하면 현재는 염화칼슘과 같은 제설제를 도로에 살포하여 적설을 녹이거나 덤프트럭 등의 장비를 이용하여 적설을 제거하고 있으나, 이 경우 염화칼슘에 의해 차량이 부식되고 환경이 오염되는 등 2차적 문제가 발생할 수 있고, 장비를 이용하는 경우에도 시간적, 인적 제약이 따르고 도로 파열 등 2차적 문제가 발생한다. 그러나, 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열장치를 아스팔트, 콘크리트 등에 적용하면 소량의 전력만 소비하면서도 적설을 단시간에 녹일 수 있으므로 종래와 같은 2차적 문제가 수반되지 않으며, 특히 야간에도 일정 시간 간격으로 마이크로파를 조사할 수 있는 장비에 전원을 공급하기만 하면 별도의 제설제나 장비를 투입하지 않아도 제설이 이루어질 수 있다. 본 발명자들은 본 발명에 따른 각 용도에 적용될 수 있는 마이크로파에 의해 발열될 수 있는 특수한 발열 재료 및 발열장치의 시공방법에 관해서도 함께 본 출원을 통하여 제안한다. 5. For example, if snow occurs on the road during the winter, snow is removed by spraying a snow remover such as calcium chloride on the road, or snow is removed using equipment such as a dump truck. Secondary problems such as pollution and environmental pollution can occur, and even when using equipment, secondary problems such as time and human constraints and road rupture occur. However, when the microwave heating apparatus according to the present invention is applied to asphalt, concrete, etc., it can melt snow in a short time while consuming only a small amount of power, and thus does not involve secondary problems as in the prior art, especially at night at regular time intervals. Just by supplying power to the equipment to investigate the snow removal can be achieved without the addition of a separate snow removing agent or equipment. The present inventors also propose a method for constructing a special heating material and a heating device that can be generated by microwaves that can be applied to each use according to the present invention through this application.

6. 또 하나의 예로서, 구제역, 조류 독감 등 겨울철 동물 독감을 방지하기 위하여 현재 농업용 축사에는 기름, 가스, 전기 등을 사용하여 겨울철 축사 등을 난방하고 있으나, 이 경우 난방에 따른 비용이 과대하게 발생하여 낙농인들에게는 큰 부담이 아닐 수 없다. 그런데 본 발명에 따른 마이크로파에 의해 발열되는 금속산화물 함유 조성물 소재를 축사용 벽체 재료, 바닥재 등에 적용하면 종래의 기름, 가스 뿐만 아니라 가장 저렴한 난방 방식인 전기를 이용하는 것에 비해서도 경우에 따라 약 1/10의 전력만 소비하면서도 축사를 훈훈하게 유지할 수 있기 때문에 낙농 농민 및 관련 업계에서는 획기적인 기술이 될 수 있고, 이에 따라 농민들이 비용 부담 없이 축사 등을 난방할 수 있으므로 구제역, 조류 독감 등 겨울철 동물 독감을 방지할 수 있는 획기적 방안이 될 수 있다. 6. As another example, in order to prevent winter animal flu such as foot-and-mouth disease and bird flu, agricultural barn currently uses oil, gas, electricity, etc. to heat winter barn, but in this case, the cost of heating is excessive. It is a huge burden for dairy farmers. However, when the metal oxide-containing composition material generated by microwaves according to the present invention is applied to livestock wall materials and flooring materials, it is about 1/10 of the conventional oil and gas as well as the electricity which is the cheapest heating method. It can be a breakthrough technology for dairy farmers and related industries because it can keep the barn warm while consuming only electricity, and thus farmers can heat the barn at no cost, thereby preventing winter animal flu such as foot-and-mouth disease and bird flu. It can be a breakthrough.

7. 이는 겨울철 난방을 해야 하는 모든 분야, 예를 들어 원예용 시설, 식물원, 비닐하우스, 전열기기 등의 분야에서는 괄목할 정도로 획기적인 대안이 될 수 있다. 또한, 기름, 가스 등의 원료를 전량 수입에 의존해야 하는 국가 에너지 산업 측면에서도 큰 변화의 전기를 마련할 수 있는 획기적 대안이라고 할 수 있다. 7. This can be a remarkable breakthrough in all areas where winter heating is required, eg in horticultural facilities, botanical gardens, plastic houses, heating equipment, etc. In addition, it can be said that it is a groundbreaking alternative that can provide electricity of great change in the national energy industry, where the raw materials such as oil and gas must be relyed on imports.

8. 마지막으로, 본 발명에 따른 발열장치의 발열부에 사용되는 발열재료 중 슬래그는 제철 공장에서 부산물로 폐기되는 전로 슬래그 또는 전기로 슬래그 등을 추가 처리 공정을 통해 정제하여 얻어진 것이므로 제철 공장에서 대량으로 배출되는 폐 슬래그를 재활용할 수 있는 방안이 될 수 있다. 즉, 기존에는 제철공장에서 배출되는 폐 슬래그를 활용할 수 있는 방안이 거의 없어 대부분 매립 등 폐기해야 하기 때문에 고가의 처리 비용이 들고 매립장소 및 야적장소가 필요하며, 매립시에도 토양 및 수질이 오염될 수 있는 문제가 있었으나, 본 발명에 따른 발열재료로 활용할 수 있으므로 폐 슬래그를 고부가가치적으로 재활용할 수 있는 방안이며, 아울러 토양 및 수질 오염을 방지할 수 있는 방안이므로 환경적으로도 매우 유리한 제강 슬래그의 재활용 방안이다.
8. Finally, slag among the heating materials used in the heat generating unit of the heat generating device according to the present invention is obtained by refining the converter slag or the electric furnace slag, which is discarded as a by-product in the steel mill through an additional treatment process, so that the slag is large in the steel mill. It can be a way to recycle the waste slag discharged from wastewater. In other words, there is almost no way to utilize the waste slag discharged from steel mills, and most of them have to be disposed of, such as landfill, which requires expensive processing costs and landfill sites and yards. Although there was a problem, it can be used as a heating material according to the present invention is a way to recycle waste slag with high added value, and also to prevent soil and water pollution, it is a very environmentally friendly steelmaking slag Is a recycling plan.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로파를 이용한 발열장치의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 조립 후 사시도이다.
도 3은 도 2의 일부 절개사시도이다.
도 4는 지표의 하부에 도 2의 발열장치가 매립 설치된 상태를 보여주는 단면도로서 마이크로파가 난반사되어 발열을 일으키는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3개의 도파관이 포함된 발열장치를 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3개의 도파관이 포함된 발열장치를 나타내는 평면도(A-A 방향에서의 평면도)이다.
도 7은 발열부에서 발열재료를 비발열재료가 지지하고 있는 형태로 구성되어 각 발열재료가 서로 분리된 형태로 구성된 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 6에 따른 발열부를 포함하고 있는 발열장치를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 발열장치의 발열부에 사용되는 급냉 제강슬래그 조성물의 제조방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 발열장치의 발열부에 사용되는 서냉 제강슬래그 조성물 및 동 제련 슬래그 조성물의 제조방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 발열장치의 발열부에 사용되는 정제 석탄회 조성물의 제조방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 발열장치의 발열부에 사용되는 정제 황토 조성물 및 레드머드 조성물의 제조방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 발열장치의 발열부에 사용되는 적철광 조성물의 제조방법의 일 예를 나타내는 도면이다.1 is an exploded perspective view of a heating apparatus using microwaves according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of the assembly after FIG.
3 is a partial cutaway perspective view of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view illustrating a state in which the heating device of FIG. 2 is buried under the surface of the indicator, and is a diagram illustrating that microwaves are diffusely reflected to generate heat.
5 is a side view illustrating a heating device including three waveguides according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view (plan view in AA direction) showing a heating device including three waveguides according to an exemplary embodiment of the present invention.
7 is a view showing that the heat generating material is formed in a form in which the non-heating material is supported by the non-heating material in the heat generating unit, and the heat generating materials are configured to be separated from each other.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a heating device including a heating unit according to FIG. 6.
9 is a view showing an example of a method for producing a quenched steelmaking slag composition used in the heat generating unit of the heat generating device of the present invention.
10 is a view showing an example of a method for producing a slow cooling steelmaking slag composition and a copper smelting slag composition used in the heat generating unit of the heat generating device of the present invention.
11 is a view showing an example of a method for producing a purified coal ash composition used in the heat generating unit of the heat generating device of the present invention.
12 is a view showing an example of a method for producing a purified ocher composition and red mud composition used in the heat generating unit of the heat generating device of the present invention.
13 is a view showing an example of a method for producing a hematite composition used in the heat generating unit of the heat generating device of the present invention.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열장치는 Heating device using a microwave according to the present invention

마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발생기(10);A microwave generator 10 for generating microwaves;

상기 마이크로파 발생기(10)로부터 마이크로파를 전달받아 하우징(15) 내부로 전달하는 도파관(12); A waveguide 12 receiving microwaves from the microwave generator 10 and transferring the microwaves into the housing 15;

상기 도파관으로 전달된 마이크로파를 난반사시키는 하우징(15); 및 A housing 15 which diffusely reflects the microwaves transmitted to the waveguide; And

상기 난반사되는 마이크로파를 흡수하여 열을 발생시키고 이 열에 의해 가열 대상의 표면을 가열하는 발열부(23)를 포함하여 구성되며, It comprises a heat generating portion 23 for absorbing the diffused microwave to generate heat and heat the surface of the heating target by this heat,

상기 발열부(23)는 산화철 화합물을 포함하는 금속산화물을 포함하여 구성되고 300MHz ~ 300GHz의 마이크로파에 의해 발열되는 것을 특징으로 한다. The heating unit 23 is configured to include a metal oxide containing an iron oxide compound, characterized in that the heat generated by the microwave of 300MHz ~ 300GHz.

이 때 상기 마이크로파 발생기(10), 도파관(12), 하우징(15) 및 발열부(23)는 도로 등의 가열 대상물의 표면 하부에 설치되는 것이 바람직하나, 용도에 따라 매립 설치되지 않을 수도 있다. 본 발명의 마이크로파를 이용한 발열장치는 상기 마이크로 발생기(10)에 전원을 인가하여 마이크로파를 발생시키기만 하면 발열부(23)를 통해 도로 등의 가열 대상의 표면을 신속하게 가열할 수 있는 것을 특징으로 한다. At this time, the microwave generator 10, the waveguide 12, the housing 15 and the heat generating unit 23 is preferably installed below the surface of the heating target, such as a road, it may not be installed in accordance with the purpose. The heating device using the microwave according to the present invention is capable of rapidly heating the surface of a heating target such as a road through the heat generating unit 23 only by generating power by applying power to the micro-generator 10. do.

여기서, 상기 도파관(12)은 하우징의 외부에 연결되고 상기 발열부(23)는 하우징의 내부에 장착된 형태로 모듈화되어 도로 또는 교량 하부 또는 건축물 바닥 또는 벽면, 전열기기 등 가열 대상물에 매립 설치되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 설계 상의 변형이 가능하다.Here, the waveguide 12 is connected to the outside of the housing and the heat generating unit 23 is modularized in the form mounted on the interior of the housing is embedded in the heating object such as a road or bridge lower or building floor or wall, heating equipment, etc. It is preferred, but not necessarily limited to, a variety of design variations are possible.

특히, 상기 도파관(12)은 마이크로파의 난반사를 유도하기 위해 마이크로파 발생기(마그네트론)와 연결되는 부분의 폭 보다 연결 부분에서 멀어질수록 폭이 넓어지는 형태(깔대기 형태)를 갖는 것이 바람직하다.In particular, the waveguide 12 preferably has a shape (funnel shape) that is wider as it moves away from the connection portion than the width of the portion connected to the microwave generator (magnetron) to induce the diffuse reflection of the microwave.

또한, 도파관은 1개만 형성될 수도 있으나, 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열장치 전체의 길이가 길 경우 중간중간에 도파관의 출구 부분이 오도록 형성될 수 있다.(도 5, 도 6 참조) 이는 마이크로파가 도파관의 전단부에서는 많이 발생되어 발열 효율이 좋으나, 후단부로 갈수록 마이크로파 발생량이 적어 발열효율이 감소할 수 있기 때문이다. 따라서 도파관의 개수는 1개 이상으로 증가될 수 있다. 예를 들어 도파관은 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열장치 전체의 길이가 3m일 경우 1개의 도파관만으로는 약 1m까지만 유효적으로 발열될 수 있으므로 매 1m마다 도파관의 출구(마이크로파 발생 출구)가 오도록 형성될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열장치 전체의 길이가 3m일 경우에는 총 3개의 도파관이 포함될 수 있고, 그 길이가 5m일 경우에는 총 5개의 도파관이 포함될 수 있다. 이러한 도파관의 길이 및 개수는 원하는 목적에 따라 다양하게 변경이 가능하다. 다만, 도파관의 개수가 10개를 초과할 경우에는 설치 상의 곤란성 등의 문제가 발생하므로 바람직하지 않다. 또한, 도파관의 단면 형태는 정사각형, 직사각형, 사다리꼴 등의 사각형 형태일 수도 있고, 원형, 반원형, 타원형 등의 원형 형태, 삼각형 형태 등일 수도 있으며 이는 원하는 목적에 따라 다양하게 변형이 가능하다. 또한, 도파관의 재질은 마이크로파를 감쇄시키지 않고 최대한 멀리까지 보낼 수 있는 재료가 적합하며, 그 예로서는 스테인레스강, 탄소강 등의 강재, 알루미늄재, 동재 등이 적합하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, although only one waveguide may be formed, when the entire length of the heating device using the microwave according to the present invention is long, the waveguide may be formed so that the outlet portion of the waveguide comes in the middle (see FIGS. 5 and 6). This is because the heat generation efficiency is good because a lot is generated at the front end of the waveguide, but the heat generation efficiency may decrease as the amount of microwaves is generated toward the rear end. Thus, the number of waveguides can be increased to one or more. For example, the waveguide is formed so that the exit of the waveguide (microwave generating outlet) is every 1m, since only one waveguide can effectively heat up to about 1m when the total length of the heating device using the microwave according to the present invention is 3m. Can be. Therefore, when the total length of the heat generating apparatus using the microwave according to the present invention is 3m, a total of three waveguides may be included, and when the length is 5m, a total of five waveguides may be included. The length and number of such waveguides can be changed in various ways depending on the desired purpose. However, when the number of waveguides exceeds 10, problems such as difficulty in installation occur, which is not preferable. In addition, the cross-sectional shape of the waveguide may be a square shape, such as square, rectangular, trapezoidal, circular, semicircular, oval, circular, triangular, etc., which can be variously modified according to the desired purpose. In addition, the material of the waveguide may be a material that can be sent as far as possible without attenuating the microwave, and examples thereof include stainless steel, steel such as carbon steel, aluminum, copper, and the like, but is not necessarily limited thereto.

상기 하우징(15)은 상기 도파관(12)에서 배출되는 마이크로파를 발열부(23)로 반사시키는 반사부(17)와; 상기 반사부(17)의 상단에서 폭방향으로 넓게 형성되어, 발열부(23)를 지지하는 지지부(18);를 포함하여 구성되고, 상기 반사부(17)를 통해 발열부(23)의 폭방향으로 균일하게 마이크로파를 전달할 수 있다.
The housing 15 includes a reflector 17 for reflecting microwaves emitted from the waveguide 12 to the heat generating unit 23; It is formed wide in the width direction from the upper end of the reflecting portion 17, the support portion 18 for supporting the heat generating portion 23; and comprises, the width of the heat generating portion 23 through the reflecting portion 17 The microwave can be transmitted uniformly in the direction.

첨부한 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로파를 이용한 발열장치의 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 조립 후의 사시도이고, 도 3은 도 2의 일부 절개사시도이다.1 is an exploded perspective view of a heating device using microwaves according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the assembly after FIG. 1, and FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of FIG. 2.

본 발명에 따른 발열장치는 마이크로파를 발생하는 마이크로파 발생기(10)와, 마이크로파를 하우징으로 안내 및 전달하는 도파관(12)과, 상기 도파관으로부터 전달된 마이크로파를 난반사시키는 하우징(15); 및 마이크로파를 받아 발열 및 지표에 열을 전달하는 발열부(23)를 포함하여 구성된다.The heating device according to the present invention includes a microwave generator (10) for generating microwaves, a waveguide (12) for guiding and transmitting microwaves to the housing, and a housing (15) for diffusely reflecting microwaves transmitted from the waveguide; And a heat generating unit 23 which receives microwaves and transmits heat to heat and the ground.

마이크로파 발생기(10)는 고전압변압기와 마그네트론(MGT)을 포함하여 구성되며, 추가로 고전압 콘덴서, 고전압 다이오드를 포함할 수 있다. 고전압변압기는 외부로부터 입력되는 상용교류전압을 고주파 발생에 적합한 고전압(예를 들면, 4 킬로볼트[kV] 정도)으로 변압하여 마그네트론으로 인가하며, 마그네트론은 고전압변압기로부터 인가되는 고전압에 의하여 고주파발진을 하여 마이크로파를 발생시킨다.The microwave generator 10 includes a high voltage transformer and a magnetron (MGT), and may further include a high voltage capacitor and a high voltage diode. The high voltage transformer converts the commercial AC voltage input from the outside into a high voltage suitable for high frequency generation (for example, about 4 kilovolts [kV]) and applies it to the magnetron. The magnetron generates high frequency oscillation by the high voltage applied from the high voltage transformer. To generate microwaves.

마이크로파 주파수는 ISM(Industrial, Scientific and Medical)주파수(Frequency)를 사용하되, 부품수급의 원활성 등 장점을 살려 주로 2,450MHz대역을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니고, 용도에 따라 300MHz ~ 300GHz 영역의 주파수를 갖는 마이크로파를 다양하게 변형하여 사용할 수 있다. It is preferable to use the 2,450 MHz band in order to utilize the advantage of the microwave frequency, such as Industrial, Scientific and Medical (ISM) frequency. However, it is not limited to this, Microwave having a frequency in the range of 300 GHz can be used in various ways.

상기 마그네트론이 구동될 때 마그네트론에서 발생되는 고열을 냉각시키기 위해 마그네트론의 하부에는 냉각팬(11)이 설치되고, 냉각팬(11)은 팬모터와 연결되며, 외부로부터 상용교류전압이 팬모터에 인가되면 팬모터가 가동되면서 팬모터에 의해 냉각팬(11)이 구동되어 외부의 찬공기를 마그네트론에 송풍함으로써, 마그네트론에서 발생되는 고열을 냉각시킬 수 있다. 다만, 경우에 따라 마그네트론의 냉각을 위한 다른 장치를 사용할 경우나 외부에 노출되는 경우와 같이 개별 냉각 장치가 필요 없을 경우에는 냉각팬(11)을 제외할 수 있다. In order to cool the high heat generated in the magnetron when the magnetron is driven, a cooling fan 11 is installed in the lower portion of the magnetron, the cooling fan 11 is connected to a fan motor, and a commercial AC voltage is applied to the fan motor from the outside. When the fan motor is operated, the cooling fan 11 is driven by the fan motor to blow external cold air to the magnetron, thereby cooling the high heat generated in the magnetron. In some cases, however, the cooling fan 11 may be excluded when an individual cooling device is not required, such as when using another device for cooling the magnetron or when exposed to the outside.

상기 마이크로파 발생기(10)는 도파관(12)의 일단부 측면, 상부면 및 하부면 중 하나에 고정브라켓(13)에 의해 고정되고, 마이크로파 발생기(10)에 돌출된 연결관에 의해 도파관(12)의 일단부에 연통가능하게 결합됨으로써, 마이크로파 발생기(10)로부터 발생된 마이크로파를 도파관(12)의 일단부로 전달할 수 있다. The microwave generator 10 is fixed by the fixing bracket 13 to one of the one end side, the upper surface and the lower surface of the waveguide 12, the waveguide 12 by a connecting tube protruding from the microwave generator 10 By being communicatively coupled to one end of, the microwave generated from the microwave generator 10 can be transmitted to one end of the waveguide 12.

도 4는 지표의 하부에 도 2의 발열장치가 매립 설치된 상태를 보여주는 단면도로서 마이크로파가 난반사되어 발열을 일으키는 것을 나타내는 도면이다.4 is a cross-sectional view illustrating a state in which the heating device of FIG. 2 is buried under the surface of the indicator, and is a diagram illustrating that microwaves are diffusely reflected to generate heat.

하우징(15)은 길이가 긴 관 구조로서, 관의 일단부면에 홀(16)이 형성되어, 홀(16)을 통해 도파관(12)과 연결된다.The housing 15 is a long tube structure, and a hole 16 is formed at one end surface of the tube and connected to the waveguide 12 through the hole 16.

이때, 마이크로파 발생기(10)를 도파관(12)의 일단부에 고정하기 위해 도파관(12)은 하우징(15)의 외측에 노출되고, 노출된 도파관(12)의 일단부 측면, 상부면 및 하부면 중 하나에 마이크로파 발생기(10)가 설치된다.At this time, in order to fix the microwave generator 10 to one end of the waveguide 12, the waveguide 12 is exposed to the outside of the housing 15, one end side, top and bottom surfaces of the exposed waveguide 12 In one of the microwave generator 10 is installed.

하우징(15)의 구조를 살펴보면, 하우징(15)은 도파관(12)의 저면을 접촉에 의해 받쳐주는 바닥부(27)와, 도파관(12)에서 배출된 마이크로파를 발열부(23)로 반사시키기 위한 반사부(17)와, 반사부(17)의 상단에 일체로 형성되어 발열부(23)를 지지하기 위한 지지부(18)로 구성된다.Looking at the structure of the housing 15, the housing 15 reflects the bottom 27 of the waveguide 12 by contact and the microwaves emitted from the waveguide 12 to the heat generating unit 23. It is composed of a reflector 17 and a support 18 for integrally formed on the upper end of the reflector 17 to support the heat generating unit (23).

바닥부(27)는 길이가 긴 직사각형의 판 구조로서 내부에 삽입되는 도파관이 있는 경우(도파관이 복수개인 경우)에 도파관을 지지하는 역할도 한다.The bottom portion 27 has a long rectangular plate structure and serves to support the waveguide when there are waveguides inserted therein (when there are a plurality of waveguides).

반사부(17)는 바닥부(27)의 폭방향 양단부에서 상방향으로 갈수록 폭방향 간격이 서로 넓어지게 형성되고(테이퍼드 구조), 반사부(17)가 도파관(12)에서 배출된 마이크로파를 난반사시킴으로써 마이크로파를 발열부(23)에 균일하게 전달한다. 이 때 균일한 마이크로파 전달을 위해서는 테이퍼드된 구조가 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니고 용도에 따라 사각형 구조, 원통형 구조, 반원통형 구조, 삼각형 구조 등 용도에 맞게 다양하게 변형이 가능하며, 이 모두 본 발명의 범위에 포함된다. The reflecting portion 17 is formed to be wider in the widthwise direction from both ends in the width direction of the bottom portion 27 in the upward direction (tapered structure), and the reflecting portion 17 emits microwaves emitted from the waveguide 12. By diffuse reflection, microwaves are uniformly transmitted to the heat generating unit 23. In this case, a tapered structure is preferable for uniform microwave transmission. However, the tapered structure is not limited thereto and may be variously modified according to the use, such as a rectangular structure, a cylindrical structure, a semi-cylindrical structure, and a triangular structure. It is included in the scope of the invention.

지지부(18)는 반사부(17)의 상단에서 직상방으로 형성된 중간부(28)와, 중간부(28)의 상단에서 직상방으로 폭이 넓게 박스 구조로 이루어진 상단부로 구성된다.The support portion 18 is composed of an intermediate portion 28 formed at the upper end of the reflecting portion 17 and a top portion formed of a box structure wider from the upper end of the intermediate portion 28 to the upper portion.

이때, 하우징(15)의 길이방향 양쪽 단부는 막혀 있고, 하우징(15)의 길이방향 양쪽 단부 중 한쪽 단부에 도파관(12)을 연결 또는 삽입하기 위한 홀(16)이 형성되어 있다. At this time, both ends of the longitudinal direction of the housing 15 are blocked, and the hole 16 for connecting or inserting the waveguide 12 is formed in one of both ends of the longitudinal direction of the housing 15.

상기 지지부(18)의 중간부(28)에는 보강판(19)이 길이방향으로 소정간격을 두고 폭방향으로 세워지게 배치되어, 보강판(19)에 의해 지지부(18)의 강도를 보강해 준다.The reinforcing plate 19 is arranged in the width direction at a predetermined interval in the longitudinal direction in the middle portion 28 of the support portion 18 to reinforce the strength of the support portion 18 by the reinforcing plate 19. .

지지부(18)의 상단부는 상방향으로 개구된 박스구조로 이루어지고, 박스 내부에 발열부(23)를 삽입하여 발열부(23)의 저면과 접촉으로 발열부(23)를 받쳐주고, 발열부(23)의 전후좌우 측면을 감싸는 구조로 발열부(23)를 지지한다.The upper end of the support portion 18 is formed in a box structure opened upwards, and inserts the heat generating portion 23 into the box to support the heat generating portion 23 in contact with the bottom surface of the heat generating portion 23, the heat generating portion Supporting the heat generating portion 23 in a structure surrounding the front, rear, left and right sides of (23).

발열부(23)는 내열성을 가지며, 길이가 길고 세라믹 재질의 내열성 판 구조로 이루어지고, 유전손실계수(dielectric loss factor)가 높은 세라믹 재질의 판에 마이크로파가 조사되면 + - 쌍극자회전에 의한 열을 발생시킨다. 상기 발열부에 사용되는 발열재료에 관해서는 후술한다.The heat generating part 23 has heat resistance, is made of a heat resistant plate structure having a long length and a ceramic material, and when microwave is irradiated to a ceramic material having a high dielectric loss factor, heat is generated by +-dipole rotation. Generate. The heat generating material used in the heat generating portion will be described later.

본 발명의 일실시예에 따른 발열부(23)의 구조를 살펴보면, 아래와 위로 적층되는 세라믹 재질의 상판(22) 및 하판(20)과, 상기 상판(22) 및 하판(20) 사이에 삽입되는 타공판(21)으로 구성된다. Looking at the structure of the heat generating unit 23 according to an embodiment of the present invention, the upper plate 22 and the lower plate 20 of the ceramic material is laminated between the bottom and top, and inserted between the upper plate 22 and the lower plate 20 It consists of a perforated plate 21.

다시 말해서, 아래에서 위쪽으로 세라믹 재질의 하판(20), 타공판(21) 및 세라믹 재질의 상판(22)이 순서대로 적층된 구조를 가진다.In other words, the bottom plate 20, the perforated plate 21, and the top plate 22 of ceramic material are stacked in order from the bottom to the top.

여기서, 아래쪽에 위치한 세라믹 재질의 하판(20)은 하우징(15)의 반사부(17)에 의해 반사된 마이크로파를 흡수하여 열을 발생시키는 역할을 하고, 위쪽에 위치한 세라믹 재질의 상판(22)은 지표와 직접 접촉하여 세라믹 재질의 하판(20)에서 발생된 열을 지표에 전달하는 역할을 한다.Here, the lower plate 20 of the ceramic material located below serves to generate heat by absorbing microwaves reflected by the reflector 17 of the housing 15, and the upper plate 22 of the ceramic material located above In direct contact with the indicator serves to transfer the heat generated from the lower plate 20 of the ceramic material to the indicator.

타공판(21)은 다수의 구멍을 가지는 금속판 구조로 이루어지며, 아래에 위치한 세라믹 재질의 하판(20)이 깨질 경우 깨진 틈으로 마이크로파가 하우징(15) 외부로 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 타공판(21)은 용도에 따라 제외할 수도 있다. 예를 들어, 강도가 필요없는 용도가 마이크로파의 노출이 문제시되지 않는 용도 등에는 타공판 없이도 설치가 가능하다. The perforated plate 21 is made of a metal plate structure having a plurality of holes, and serves to prevent the microwaves from leaking to the outside of the housing 15 due to broken gaps when the lower plate 20 of the ceramic material located below is broken. In the present invention, the perforated plate 21 may be excluded depending on the use. For example, it is possible to install without using a perforated plate for applications in which strength is not required and applications in which microwave exposure is not an issue.

타공판의 천공된 구멍의 크기 및 간격 등은 마이크로파 누설량을 극소화할 수 있는 규격으로 제작되어야 하며, 이는 용도에 따라 변형이 가능하다. The size and spacing of the perforated plate of the perforated plate should be manufactured to a standard that can minimize the amount of microwave leakage, which can be modified according to the application.

또한, 타공판(21)은 적층된 세라믹 재질의 판 사이에 삽입되고, 세라믹 재질의 상판(22) 또는 하판(20)에 상하방향으로 힘이 가해지는 경우에 타공판(21)에 의해 세라믹 재질의 상판(22)과 하판(20)을 면접촉으로 받쳐줌으로써, 세라믹 재질의 상판(22)과 하판(20)의 강도를 보강하여 깨짐을 방지할 수 있다.In addition, the perforated plate 21 is inserted between the laminated ceramic plate, the upper plate of the ceramic material by the perforated plate 21 when a force is applied to the upper plate 22 or the lower plate 20 of the ceramic material in the vertical direction By supporting the 22 and the lower plate 20 in surface contact, the strength of the upper plate 22 and the lower plate 20 made of ceramic material can be reinforced to prevent cracking.

한편, 상기와 같이 마이크로파 발생기(10)가 도파관(12)의 일단부에 설치되어 마이크로파를 공급하는 경우에 마이크로파 발생기(10)로부터 먼 거리에 위치할수록 방출되는 마이크로파의 양은 점점 줄어들게 된다.On the other hand, when the microwave generator 10 is installed at one end of the waveguide 12 to supply microwaves as described above, the farther the microwave generator 10 is located from the microwave generator 10, the amount of microwaves is gradually reduced.

따라서, 마이크로파 발생기(10)에서 발생된 마이크로파를 발열부(23)의 길이방향 및 폭방향을 따라 균일하게 최대한 멀리 보내기 위해, 추가 도파관을 포함시키는 것이 바람직하다. Therefore, in order to send the microwaves generated by the microwave generator 10 uniformly as far as possible along the longitudinal direction and the width direction of the heat generating section 23, it is preferable to include an additional waveguide.

도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 일실시예에 따른 3개의 도파관이 포함된 발열장치를 나타내는 측면도 및 평면도이다. 5 and 6 are a side view and a plan view respectively showing a heat generating device including three waveguides according to an embodiment of the present invention.

추가로 포함되는 도파관(12a, 12b)은 별도의 마이크로파 발생기(10a, 10b)와 연결되어 하우징의 길이 방향으로 연결된다. 이때 각 도파관(12a, 12b)은 하우징에 직접 연결된 도파관(12)에서 발생하는 마이크로파가 마이크로발생기로부터 멀어지면 발생량이 적어져서 발열효율이 떨어지는 것을 보완하기 위한 것이다. 따라서 하우징의 길이가 짧을 경우, 예를 들어 그 길이가 1m 내외일 경우에는 별도의 도파관(12a, 12b)은 추가될 필요가 없다. 상기 하우징의 길이가 예를 들어 3m일 경우, 하우징에 직접 연결된 도파관(12)에서 발생하는 마이크로파에 따른 발열 효율이 1m까지만 발생하면 2개의 도파관이 더 필요하므로 총 3개의 도파관이 설치된다. 그러나, 마이크로파에 따른 발열 효율이 1.5m까지 가능하면 1개의 도파관만 더 포함되면 되므로 총 2개의 도파관만으로도 충분하다. 이와 같이, 추가되는 도파관(12a, 12b)은 적용 용도 및 발열 효율에 따라 그 길이 및 수를 조절할 수 있다. Further included waveguides 12a and 12b are connected to separate microwave generators 10a and 10b to be connected in the longitudinal direction of the housing. At this time, each of the waveguides 12a and 12b is to compensate for the low heat generation efficiency when the microwaves generated in the waveguide 12 directly connected to the housing are far from the microgenerator. Thus, when the length of the housing is short, for example, when the length is about 1m or so, separate waveguides 12a and 12b need not be added. When the length of the housing is, for example, 3m, three waveguides are installed because two waveguides are needed when only one meter of heat generation efficiency due to microwaves generated in the waveguide 12 directly connected to the housing is generated. However, if the heat generation efficiency according to the microwave can be up to 1.5m, only one waveguide needs to be included. Therefore, only two waveguides are sufficient. In this way, the additional waveguides 12a and 12b can be adjusted in length and number depending on the application and the heating efficiency.

또한, 도파관의 단면 형태는 정사각형, 직사각형, 사다리꼴 등의 사각형 형태일 수도 있고, 원형, 반원형, 타원형 등의 원형 형태, 삼각형 형태 등일 수도 있으며 이는 원하는 목적에 따라 다양하게 변형이 가능하다. 또한, 도파관의 재질은 마이크로파를 감쇄시키지 않고 최대한 멀리까지 보낼 수 있는 재료가 적합하며, 그 예로서는 스테인레스강, 탄소강 등의 강재, 알루미늄재, 동재 등이 적합하나 이에 한정하는 것은 아니다. In addition, the cross-sectional shape of the waveguide may be a square shape, such as square, rectangular, trapezoidal, circular, semicircular, oval, circular, triangular, etc., which can be variously modified according to the desired purpose. In addition, the material of the waveguide may be a material that can be sent as far as possible without attenuating the microwave, and examples thereof include, but are not limited to, steel materials such as stainless steel, carbon steel, aluminum materials, copper materials and the like.

여기서, 상기 하우징(15)의 반사부(17) 및 도파관(12)의 구조에 따른 작용을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Here, the operation according to the structure of the reflector 17 and the waveguide 12 of the housing 15 will be described in more detail as follows.

전술한 바와 같이 하우징(15)의 반사부(17)가 바닥부(27)의 폭방향 단부에서 상하방향 중심선을 기준으로 경사지게, 즉 상방향으로 갈수록 반사부(17)의 폭방향 간격이 넓어지게 형성됨에 따라 도파관(12)에서 배출된 마이크로파가 난반사됨으로써 발열부에 폭방향으로 균일하게 조사된다. 즉, 도파관을 통해 전달된 마이크로파는 하우징(15)의 반사부(17)의 경사진 구조에 의해 마이크로파가 발열부의 폭방향으로 균일하고 신속하게 조사되어 발열부(23)의 발열효율을 극대화시킬 수 있다.As described above, the reflective portion 17 of the housing 15 is inclined with respect to the vertical center line at the widthwise end of the bottom portion 27, that is, the widthwise interval of the reflective portion 17 becomes wider toward the upward direction. As it is formed, the microwaves emitted from the waveguide 12 are diffusely reflected to thereby uniformly irradiate the heating portion in the width direction. That is, the microwaves transmitted through the waveguide can be irradiated uniformly and quickly in the width direction of the heat generating portion by the inclined structure of the reflecting portion 17 of the housing 15 to maximize the heat generating efficiency of the heat generating portion 23. have.

또한, 본 발명에서 사용될 수 있는 마이크로파 발생장치 하우징은 용도에 맞게 그 높이, 길이, 폭을 적절히 변형하여 사용할 수 있다. 예를 들어 건축 내부의 난방 장치의 경우 그 높이가 지나치게 높을 경우 건축물이 내부 높이가 제한되는 결과가 발생할 수 있으므로 가능하면 그 높이를 최소화하는 것이 좋다. 또한, 하중을 많이 받는 도료, 교량 등의 경우에는 하우징을 설계함에 있어 하중에 잘 견디는 재료 및 구조를 선택하여 사용하는 것이 필요하다. In addition, the microwave generator housing that can be used in the present invention can be used by appropriately modifying the height, length, width to suit the purpose. For example, in the case of a heating device inside a building, if the height is too high, the building may have a limited internal height, so it is best to minimize the height if possible. In addition, in the case of paints, bridges, etc., which are heavily loaded, it is necessary to select and use materials and structures that are well tolerated in designing the housing.

또한, 상기 발열부(23)의 하부에는 발열부에서 발생하는 열을 상부방향으로만 전달하고 하부 하우징 내부로는 전달하지 않도록 하는 단열부(미도시)가 더 포함될 수 있다. 이러한 단열부는 마이크로파가 감쇄되지 않고 통과하며 고온에 견딜 수 있는 재료인 것이 적합하다. 이러한 예로서는 글래스울(glass wool), 콘크리트, 석고, 내열 플라스틱, 내열 세라믹, 내열지, 돌가루 등을 예시할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. In addition, a lower portion of the heat generating portion 23 may further include a heat insulating portion (not shown) for transmitting heat generated in the heat generating portion only in an upper direction and not in the lower housing. Such a heat insulating portion is preferably a material that can pass microwaves without attenuation and can withstand high temperatures. Examples thereof include glass wool, concrete, gypsum, heat resistant plastic, heat resistant ceramic, heat resistant paper, stone powder, and the like, but are not limited thereto.

또한, 발열부는 전체적으로 하나의 발열 재료로 구성될 수도 있으나, 필요에 따라 2개 이상의 재료를 포함하도록 구성될 수도 있다. 또한, 발열부는 발열재료(30)를 비발열재료(31)가 지지하고 있는 형태로 구성되고 각 발열재료가 서로 분리된 형태로 구성될 수도 있다.(도 7 및 도 8) 이 때 비발열재료가 발열재료를 지지하는 형태는 적용 용도에 따라 다양하게 변형이 가능하다. 예를 들어 도 7에 도시된 것과 같이 3개로 분리된 발열재료를 비발열재료가 포함하는 형태로 이용될 수도 있고, 그보다 많거나 적은 수로 분리된 발열재료를 비발열재료가 포함하는 형태로 이용될 수도 있다. 또한, 이 때 비발열재료로서는 글래스울(glass wool), 콘크리트, 석고, 내열 플라스틱, 내열 세라믹, 내열지, 돌가루 등을 예시할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 특히 이러한 비발열재료가 포함될 경우에는 별도의 단열재를 사용하지 않아도 되는 장점이 있다. In addition, the heat generating unit may be entirely composed of one heat generating material, but may also be configured to include two or more materials as necessary. In addition, the heat generating portion may be configured in a form in which the non-heating material 31 supports the heat generating material 30, and each of the heat generating materials may be configured to be separated from each other (FIGS. 7 and 8). The form of supporting the heating element can be variously modified depending on the application. For example, as shown in FIG. 7, the non-heating material may be used in the form of the non-heating material. The heat generating material may be used in the form of the non-heating material. It may be. In this case, as the non-heating material, glass wool, concrete, gypsum, heat-resistant plastic, heat-resistant ceramic, heat-resistant paper, stone powder, etc. may be exemplified, but is not limited thereto. In particular, when such a non-heating material is included there is an advantage that does not need to use a separate insulation.

또한, 본 발명에 따른 발열부의 상부면에는 발열의 전달을 용이하게 하고 강도를 증가시키기 위하여 패널(panel)(미도시)을 추가적으로 포함할 수 있다. 이러한 패널의 재료로는 열 전달계수가 크고 강도가 큰 재료가 적합하며, 예로서는 강재, 알루미늄재, 동재 등을 예시할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
In addition, the upper surface of the heat generating unit according to the present invention may further include a panel (not shown) to facilitate the transfer of heat and increase the strength. A material having a large heat transfer coefficient and a high strength is suitable as the material of the panel, and examples thereof include, but are not limited to, steel, aluminum, and copper.

이하에서는 상기에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열장치의 발열부에 사용되는 하판(20)의 재료로서, 반사된 마이크로파를 흡수하여 열을 발생시킬 수 있는 특징을 갖는 특수 재료에 관하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, as mentioned above, as a material of the lower plate 20 used in the heat generating unit of the heat generating apparatus using the microwave according to the present invention, a special material having a feature that can generate heat by absorbing the reflected microwave It demonstrates in detail about this.

본 발명에서 “이상”의 의미는 해당 수치 이상으로서 일반적으로 본 기술이 속하는 분야에서 상식적, 합리적으로 이해될 수 있는 만큼의 상한치를 갖는다는 의미이며, “이하”의 의미는 해당 수치 이하로서 일반적으로 본 기술이 속하는 분야에서 상식적, 합리적으로 이해될 수 있는 만큼의 하한치를 갖는다는 의미로서, 이는 발명을 간단하고도 명료하게 나타내기 위한 표현으로 이해되어야 한다. In the present invention, the term "above" means that the value is higher than the corresponding value and generally has an upper limit that can be understood as common sense and reasonably understood in the field to which the present technology belongs. It means that it has a lower limit as much as can be commonly understood and reasonably understood in the field to which the present technology belongs, which should be understood as an expression for simple and clear representation of the invention.

본 발명의 발열부에 사용되는 재료는 산화물 형태인 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 또는 그 혼합물을 안정한 상태로 4 중량% 이상 포함하며 300MHz ~ 300GHz의 마이크로파에 의해 발열되는 금속산화물 함유 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 또는 그 혼합물은 전체 조성물 중 4 중량% 이상, 바람직하게는 4~95중량% 포함된다. 상기 함량이 4 중량% 미만이면 발열 효율이 낮아 실제 적용은 어렵다. The material used in the heat generating portion of the present invention comprises a metal oxide-containing composition that is Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO or a mixture thereof in a stable state of at least 4% by weight and generated by microwaves of 300MHz ~ 300GHz Characterized in that it comprises a. At this time Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO or a mixture thereof is included 4% by weight or more, preferably 4 to 95% by weight of the total composition. If the content is less than 4% by weight, the exothermic efficiency is low, practical application is difficult.

또한, 본 발명에서 상기 금속산화물 함유 조성물에는 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 또는 그 혼합물의 산화철 외에 Al₂O₃를 더 포함할 수 있으며, 이 때 포함되는 Al₂O₃의 함량은 1 중량% 이상이며, 더욱 바람직하게는 1 ~ 50 중량% 이다. In addition, in the present invention, the metal oxide-containing composition may further include Al ₂ O ₃ in addition to Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO, or a mixture thereof, and the content of Al ₂ O ₃ , 1% by weight or more, and more preferably 1 to 50% by weight.

본 발명의 상기 금속산화물 함유 조성물에 포함되는 금속산화물의 일 예로는 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 또는 그 혼합물이 전체 조성물 중 4~95중량% 포함되고, Al₂O₃의 함량은 전체 조성물 중 1 ~ 50 중량% 포함되는 형태이나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 함량 범위를 더한 수치가 100이 되지 않는 경우에는 다른 성분이 추가로 포함되는 것으로 이해되어야 한다. As an example of the metal oxide included in the metal oxide-containing composition of the present invention, Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO or a mixture thereof is included in the total composition of 4 to 95% by weight, the content of Al ₂ O ₃ is 1 to 50% by weight of the total composition is included, but the scope of the present invention is not limited thereto. It is to be understood that when the sum of the above content ranges is not 100, other components are additionally included.

또한, 본 발명에서 상기 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 또는 그 혼합물 및 Al₂O₃ 외에도 다른 금속산화물이 더 포함될 수 있으며, 이러한 추가 금속산화물의 예로는 CaO, SiO₂, TiO₂, MgO 등을 예로 들 수 있고 이 중에서 선택된 1종 이상이 더 포함될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. In addition, in the present invention, other metal oxides may be further included in addition to the Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO or a mixture thereof and Al ₂ O ₃ , and examples of such additional metal oxides may include CaO, SiO ₂ , TiO ₂ , MgO and the like may be exemplified, and one or more selected from these may be further included, but is not limited thereto.

이 때, 상기 Fe₂O₃, Fe₃O₄ 및 FeO 중 하나 이상의 산화철 화합물, Al₂O₃ 또는 그 혼합물 등의 극성 재료들은 CaO, SiO₂, TiO₂ _, MgO 등의 재료가 적절하게 혼합 분포되어 있으면 안정한 결정 구조 형태를 갖게 된다. At this time, at least one iron oxide compound of Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ and FeO, Al ₂ O ₃ Or polar materials such as mixtures thereof have a stable crystal structure form when the materials such as CaO, SiO ₂ , TiO ₂ _, MgO are properly mixed and distributed.

본 발명에 따른 특정 금속산화물을 함유하고 있으며, 마이크로파에 의해 발열하는 상기 금속산화물 함유 조성물의 예로서는 입자크기 10 mm 이하이고 구형률이 0.5 이상인 급냉 제강슬래그 조성물, 입자크기 10mm 이하인 서냉 제강슬래그 조성물, 입자크기 10mm 이하인 동제련 슬래그 조성물, 입자크기 10mm 이하인 아연 제련 슬래그 조성물, 입자크기 1mm 이하의 레드머드(알루미늄 제련 시 발생되는 부산물) 조성물, 입자크기 25mm 이하인 적철광 조성물, 입자크기 10mm 이하인 정제 석탄회 조성물 및 입자크기 1mm 이하인 정제 황토 조성물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 구체적으로 예시된 조성물 종류는 종래부터 존재하는 형태를 그대로 사용하는 것이 아니라 특정 선별 및 정제 방법을 사용하여 정제한 형태로 제조하여 사용하는 것이다.
Examples of the metal oxide-containing composition containing a specific metal oxide according to the present invention and generating heat by microwaves include a quenching steel slag composition having a particle size of 10 mm or less and a sphericity of 0.5 or more, a slow cooling steelmaking slag composition having a particle size of 10 mm or less, and particles. Copper smelting slag composition with a size of 10 mm or less, Zinc smelting slag composition with a particle size of 10 mm or less, Red mud (by-product generated when smelting aluminum) with a particle size of 1 mm or less, Hematite composition with a particle size of 25 mm or less, Refined coal ash composition and particles having a particle size of 10 mm or less One or more selected from the group consisting of purified ocher compositions having a size of 1 mm or less, but is not limited thereto. The composition types specifically exemplified above are not used in the form of conventionally existing ones, but are prepared and used in a form purified using specific screening and purification methods.

이하에서는 이러한 상기 선별/정제 방법에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, such a selection / purification method will be described in more detail.

먼저, 본 발명에 따른 급냉 제강슬래그 조성물의 경우 그 제조방법의 일 예는 하기와 같다. 즉, 제1단계로 시빙(sieving) 과정을 거쳐 10mm 이하의 입경을 갖는 급냉 제강 슬래그를 선정하고, 제2단계로 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 중 하나 이상이 안정한 광물상으로 존재하는 급냉 제강 슬래그를 선별하기 위해 자력 세기 500가우스 이상, 바람직하게는 700~5,000 가우스의 자력 선별기를 사용하여 선별한 후 구형 선별기를 통하여 구형률 0.5 이상인 마이크로파에 의해 발열되는 급냉 제강슬래그 조성물을 제조한다. 이 때 상기 시빙과정과 구형선별 과정 및 자력선별 과정은 순서가 바뀌어도 되고 동시에 진행해도 되며, 이 모두 본 발명의 범위에 포함된다. (도 9)First, in the case of the quenching steelmaking slag composition according to the present invention is an example of the production method as follows. That is, as a first step, a quenching steel slag having a particle diameter of 10 mm or less is selected through a sieving process, and in the second step, at least one of Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , and FeO exists as a stable mineral phase. In order to screen the quenched steel slag, the magnetic strength strength of 500 gauss or more, preferably 700 to 5,000 gauss, is selected using a magnetic sorter, and a quenched steel slag composition is generated by microwaves having a sphericity of 0.5 or more through a spherical sorter. At this time, the sieving process, the spherical screening process and the magnetic screening process may be changed in order or proceed simultaneously, all of which fall within the scope of the present invention. (Fig. 9)

또한, 본 발명에 따른 서냉 제강 슬래그 조성물의 제조방법의 일 예는 하기와 같다. 즉, 제1단계로 크러싱(crushing)과 시빙(sieving) 과정을 거쳐 입자크기 10mm 이하로 만든 서냉 제강 슬래그를 대상으로 자력 세기 300가우스 이상, 바람직하게는 500 ~ 2000가우스의 자력 선별기를 사용하여 제강 슬래그와 혼련되어 있는 금속 입자를 제거한다. 제2단계로 제1단계에서 얻어진 서냉 제강 슬래그를 대상으로 자력 세기 500가우스 이상, 바람직하게는 700 ~ 5,000가우스의 자력 선별기를 이용하여 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO가 안정한 광물상으로 특정 함량 존재하는 마이크로파에 의해 발열되는 서냉 제강슬래그 조성물을 제조한다. 이 때 상기 입도선별 과정과 자력선별 과정은 순서가 바뀌어도 되고 동시에 진행해도 되며, 이 모두 본 발명의 범위에 포함된다. (도 10)In addition, an example of a method for producing a slow cooling steelmaking slag composition according to the present invention is as follows. That is, the first stage uses crushing and sieving processes to make the slow cooling steel slag with a particle size of 10 mm or less using a magnetic separator having a magnetic strength of 300 gauss or more, preferably 500 to 2000 gauss. The metal particles kneaded with the steelmaking slag are removed. In the second stage, the slow cooling steelmaking slag obtained in the first stage was identified as a stable mineral phase with Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , and FeO using a magnetic separator having a magnetic strength of 500 gauss or more, preferably 700 to 5,000 gauss. To prepare a slow cooling steelmaking slag composition is generated by the microwaves present in the content. At this time, the granularity screening process and the magnetic screening process may be reversed or proceed simultaneously, all of which are included in the scope of the present invention. (Figure 10)

또한, 본 발명에 따른 동 또는 아연 제련 슬래그 조성물의 제조방법의 일 예는 하기와 같다. 즉, 제1단계로 크러싱(crushing)과 시빙(sieving) 과정을 거쳐 입자크기 10mm 이하로 만든 동 또는 아연 제련 슬래그를 대상으로 자력 세기 300가우스 이상, 바람직하게는 500 ~ 2000가우스의 자력 선별기를 사용하여 동 또는 아연 제련 슬래그와 혼련되어 있는 금속 입자를 제거한다. 제2단계로 제1단계에서 얻어진 동 또는 아연 제련 슬래그를 대상으로 자력 세기 자력 세기 500가우스 이상, 바람직하게는 700 ~ 5,000가우스의 자력 선별기를 이용하여 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO가 안정한 광물상으로 특정 함량 존재하는 마이크로파에 의해 발열되는 동 또는 아연 제련 슬래그 조성물을 제조한다. 이 때 상기 입도선별 과정과 자력선별 과정은 순서가 바뀌어도 되고 동시에 진행해도 되며, 이 모두 본 발명의 범위에 포함된다. (도 10)In addition, an example of a method for producing a copper or zinc smelting slag composition according to the present invention is as follows. That is, the magnetic separator of the magnetic strength of 300 gauss or more, preferably 500 to 2000 gauss, for the copper or zinc smelting slag made by the first step through the crushing and sieving process to a particle size of 10 mm or less. To remove metal particles that have been kneaded with copper or zinc smelting slag. As a second step, Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ and FeO were prepared using magnetic or magnetic smelters of at least 500 gauss, preferably 700 to 5,000 gauss, for the copper or zinc smelting slag obtained in the first step. A copper or zinc smelting slag composition is produced which is exothermic by microwaves in a certain amount present in a stable mineral phase. At this time, the granularity screening process and the magnetic screening process may be reversed or proceed simultaneously, all of which are included in the scope of the present invention. (Figure 10)

또한, 본 발명에 따른 정제 석탄회 조성물의 제조방법의 일 예는 하기와 같다. 즉, 제1단계로 시빙(sieving) 과정을 거쳐 입자크기 10mm 이하로 만든 석탄회를 대상으로 원심분리방법 또는 정전기분리법에 의해 입도 분급 또는 미연탄을 정제시킨다. 제2단계로 제1단계에서 정제된 석탄회를 대상으로 자력 세기 500가우스 이상, 바람직하게는 700~5000 가우스의 자력 선별기를 이용하여 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO가 안정한 광물상으로 특정 함량 존재하는 마이크로파에 의해 발열되는 정제 석탄회 조성물을 제조한다. 이 때 상기 입도선별 과정과 정제공정 및 자력선별 과정은 순서가 바뀌어도 되고 동시에 진행해도 되며, 이 모두 본 발명의 범위에 포함된다. (도 11) In addition, an example of a method for producing a purified coal ash composition according to the present invention is as follows. That is, the first step is to refine the particle size classification or unbriquette coal by the centrifugation method or the electrostatic separation method for the coal ash made of the particle size 10mm or less through the sieving process. In the second step, the coal ash refined in the first step is a mineral content in which Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , and FeO are stable using a magnetic separator having a magnetic strength of 500 gauss or more, preferably 700 to 5000 gauss. A purified coal ash composition is produced which is exothermic by the microwaves present. In this case, the particle size selection process, the purification process, and the magnetic separation process may be reversed or may be performed simultaneously, all of which are included in the scope of the present invention. (Figure 11)

또한, 본 발명에 따른 정제 황토 조성물의 제조방법의 일 예는 하기와 같다. 즉, 제1단계로 내부의 유기물 및 불순물을 제거하기 위해 50℃ 이상, 바람직하게는 70~200℃의 온도에서 충분한 시간 노출시킨 후 유기물 및 불순물이 충분하게 제거된 것을 확인한 황토를 대상으로 제2단계로 시빙(sieving) 과정을 거쳐 입자크기 1mm 이하의 황토를 선별하여, 자력 세기 500가우스 이상, 바람직하게는 700~5,000 가우스의 자력 선별기를 이용하여 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO가 안정한 광물상으로 특정 함량 존재하는 마이크로파에 의해 발열되는 정제 황토 조성물을 제조한다. 이 때 상기 유기 및 불순물 제거 과정과 입도선별 과정 및 자력선별 과정은 순서가 바뀌어도 되고 동시에 진행해도 되며, 이 모두 본 발명의 범위에 포함된다. (도 12)In addition, an example of a method for producing a purified ocher composition according to the present invention is as follows. That is, in order to remove organic matters and impurities in the first step, the organic soil and impurities may be sufficiently removed after exposure at a temperature of 50 ° C. or higher, preferably 70 ° C. to 200 ° C. for a second time. In the step of sieve (sieving) to screen the ocher with a particle size of 1mm or less, Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO by using a magnetic separator of magnetic strength of 500 Gauss or more, preferably 700 ~ 5,000 A purified loess composition is prepared that is exothermic by microwaves in a certain amount present in a stable mineral phase. In this case, the organic and impurity removal process, the particle size selection process, and the magnetic separation process may be reversed or simultaneously performed, all of which are included in the scope of the present invention. (Fig. 12)

또한, 본 발명에 따른 레드머드(red mud) 조성물의 제조방법의 일 예는 하기와 같다. 즉, 제1단계로 내부의 유기물 및 불순물을 제거하기 위하여 50℃ 이상, 바람직하게는 70~200℃의 온도에서 충분한 시간 노출시켜 유기물 및 불순물이 충분히 제거된 것을 확인한 후 시빙(sieving) 과정을 거쳐 입자크기 1mm 이하의 레드머드를 선별한다. 제2단계로 앞의 레드머드로부터 자력 세기 500가우스 이상, 바람직하게는 700~5,000 가우스의 자력 선별기를 사용하여 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO가 안정한 광물상으로 특정 함량 이상으로 존재하는 마이크로파에 의해 발열되는 레드머드 조성물을 제조한다. 이 때 상기 유기 및 불순물 제거 과정과 입도선별 과정 및 자력선별 과정은 순서가 바뀌어도 되고 동시에 진행해도 되며, 이 모두 본 발명의 범위에 포함된다. (도 12)In addition, an example of a method of manufacturing a red mud composition according to the present invention is as follows. In other words, in order to remove the organic material and impurities in the first step, a sufficient time is exposed at a temperature of 50 ° C. or higher, preferably 70 to 200 ° C. to confirm that the organic material and impurities have been sufficiently removed, and then subjected to a sieving process. Red mud with a particle size of 1 mm or less is screened. In the second step, microwaves containing Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , and FeO in a stable mineral phase are present in a stable mineral phase using a magnetic separator having a magnetic strength of 500 gauss or more, preferably 700 to 5,000 gauss, from the previous red mud. To prepare a red mud composition exothermic by. In this case, the organic and impurity removal process, the particle size selection process, and the magnetic separation process may be reversed or simultaneously performed, all of which are included in the scope of the present invention. (Fig. 12)

마지막으로 본 발명에 따른 적철광 조성물의 제조방법의 일 예는 하기와 같다. 즉, 제1단계로 크러싱(crushing) 및 시빙(sieving) 과정을 거쳐 입자크기 25mm 이하의 적철광을 선별한다. 제2단계로 앞의 적철광으로부터 자력 세기 500가우스 이상, 바람직하게는 700~5,000 가우스의 자력 선별기를 사용하여 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO가 안정한 광물상으로 다량 존재하는 마이크로파에 의해 발열되는 적철광 조성물을 제조한다. 이 때 상기 입도선별 과정 및 자력선별 과정은 순서가 바뀌어도 되고 동시에 진행해도 되며, 이 모두 본 발명의 범위에 포함된다. (도 13)
Finally, one example of a method for producing a hematite composition according to the present invention is as follows. That is, hematite having a particle size of 25 mm or less is selected through a crushing and sieving process as a first step. In the second step, a magnetic separator of magnetic strength of 500 gauss or more, preferably 700 to 5,000 gauss, from the hematite is generated by microwaves in which a large amount of Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , and FeO are present in a stable mineral phase. Prepare the hematite composition. At this time, the particle size selection process and the magnetic force selection process may be reversed or may be performed at the same time, all of which fall within the scope of the present invention. (Figure 13)

이와 같이 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO가 안정한 광물상으로 특정 함량 이상 존재하는 마이크로파에 의해 발열되는 조성물에 대해 MIP(Microwave-irradiated pyrogen)로 명명하였다. (도 9~13 참조) 도 9~13에서 본 발명의 MIP로 선별되지 않은 성분(정제 후 성분)은 타 용도, 예컨대 콘크리트 조성물의 충진재 등으로 사용될 수 있다. In this way, Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO is a stable mineral phase is named as MIP (Microwave-irradiated pyrogen) for a composition that is generated by microwaves present in a specific content or more. (See Figs. 9 to 13) In Figures 9 to 13 components (components after purification) not screened by the MIP of the present invention can be used for other applications, such as fillers for concrete compositions.

일반적으로 정제되지 않은 제강슬래그, 황토, 점토, 석탄회 등은 크기도 클 뿐만 아니라 다량의 벌크 금속을 포함하고 있기 때문에 마이크로파를 조사해도 가열이 쉽게 되지 않는다. 이는 벌크 금속은 마이크로파의 대부분을 반사하기 때문에 가열에 이용되기 어렵기 때문이다. 또한, Fe₂O₃, Fe₃O₄ 및 FeO와 같은 산화철 화합물을 특정 함량 이상으로 포함해야 발열 효과가 좋다. 본 발명에서는 그 범위를 전제 금속산화물 함유 조성물 중 4 중량% 이상으로 정하였으나, 더욱 바람직한 범위는 8 중량% 이상이다. In general, unrefined steel slag, loess, clay, and coal ash are not only large in size but also contain a large amount of bulk metal, so that heating is not easy even when irradiated with microwaves. This is because bulk metals reflect most of the microwaves and are therefore difficult to use for heating. In addition, the pyrogenic effect is good only when the iron oxide compounds such as Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ and FeO are included in a specific content or more. In the present invention, the range is set to 4 wt% or more in the total metal oxide-containing composition, but more preferably 8 wt% or more.

이하에서는 본 발명에 따른 금속산화물 함유 조성물이 마이크로파에 의해 발열되는 원리를 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the principle that the metal oxide-containing composition according to the present invention generates heat by microwaves will be described in detail.

마이크로파는 주파수 300MHz ~ 300GHz(파장 1m ~ 1mm)의 범위에 있는 전자파를 가리키는 것으로서, 일상 생활에서 사용되고 있는 마이크로파는 전자 레인지에서 사용되는 것을 예로 들 수 있으며, 이 경우의 마이크로파는 2.45 GHz의 주파수에 일반적으로 0.2 ~ 3 kW의 출력을 가지고 있다.Microwave refers to electromagnetic waves in the range of 300 MHz to 300 GHz (wavelength 1 m to 1 mm), for example microwaves used in everyday life are used in microwave ovens, in which case microwaves are common at frequencies of 2.45 GHz. It has an output of 0.2 to 3 kW.

마이크로파를 이용한 가열의 원리는 300MHz ~ 300GHz의 주파수를 갖는 전자파의 작용으로 유전체를 분자 운동과 이온 전도에 의해 열을 발생시켜 가열시키는 것이다. 물의 경우 마이크로파 전계 변화보다 물분자(전기쌍극자)의 전계 변화가 늦기 때문에 마이크로파 전계 변화의 저항으로 작용하여 진동 발열이 생겨 가열되게 된다. 그러나, 벌크 금속은 마이크로파의 대부분을 반사하기 때문에 가열에 이용된 예는 거의 없다. The principle of heating using microwaves is to heat the dielectric by generating heat by molecular motion and ion conduction under the action of electromagnetic waves having a frequency of 300 MHz to 300 GHz. In the case of water, the change in electric field of water molecules (electric dipoles) is slower than the change in microwave electric field, thus acting as a resistance of the microwave electric field change, thereby generating vibration heating and heating. However, since bulk metals reflect most of the microwaves, few are used for heating.

그러나 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 또는 Al₂O₃ 등 세라믹 재료들이 안정한 형태로 존재하는 입자에 마이크로파를 조사하면 마이크로파가 극성의 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 또는 Al₂O₃를 진동시키면서 비전도성인 세라믹 재료에 마이크로파가 침투하여 흡수 가열되면서 발열된다. But Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO or Al ₂ O ₃ When microwaves are irradiated to particles in which ceramic materials are present in a stable form, microwaves oscillate polar Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO or Al ₂ O ₃ while microwaves penetrate into the non-conductive ceramic material and heat absorption. It generates fever.

일반적으로 세라믹 재료는 마이크로파의 침투 깊이가 물보다 수십배 정도 되기 때문에 마이크로파의 에너지가 세라믹 재료 내부로 깊이 침투한다. 그러나 재료의 두께가 침투 깊이보다 얇으면 공급된 마이크로파의 에너지 중 일부만이 재료에 흡수되고 흡수되지 않은 에너지는 재료를 떠난 후 방사되지만, 재료 내부에 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 또는 Al₂O₃와 같은 금속 재료가 존재한다면 흡수되지 않은 에너지가 재료 내부의 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 또는 Al₂O₃와 같은 금속에 의해 반사되어 다시 세라믹 재료에 에너지를 공급하게 된다. 그러나 이 경우 조성물 형상이 길죽하고 뾰족하거나 각이 난 형태라면 모서리 부분에서 에너지 손실이 발생하기 때문에 에너지 손실을 경감하기 위해서는 조성물 형상은 구형에 가까울수록 좋다. In general, the ceramic material has a microwave penetration depth tens of times higher than that of water, so the energy of the microwave penetrates deeply into the ceramic material. However, if the thickness of the material is thinner than the penetration depth, only some of the energy of the supplied microwave is absorbed by the material and the unabsorbed energy is emitted after leaving the material, but inside the material Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO or Al _{If a} metallic material such as ₂ O ₃ is present, the unabsorbed energy is reflected by the metal, such as Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO or Al ₂ O ₃ , to energize the ceramic material again. . However, in this case, if the composition shape is long, pointed or angled, energy loss occurs at the corners, so that the composition shape is closer to a spherical shape in order to reduce energy loss.

따라서 안정한 상태의 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 또는 Al₂O₃와 같은 재료와 CaO, SiO₂, MgO, TiO₂ 등과 같은 재료가 적절하게 혼합 분포되어 있으면 Fe₂O₃, FeO 또는 Al₂O₃가 CaO, SiO₂, MgO, TiO₂ 등에 의해 안정한 결정 구조 형태를 가진다. 특히 구형의 형상(바람직하게는 구형율 0.5 이상)을 가지는 급냉 제강 슬래그 조성물은 진동에 의한 가열과 흡수가열의 효과를 보일 수 있다. 여기서, 구형률이란 다른 말로 형상계수로서 입자의 가장 긴 쪽 지름에 대한 가장 작은 쪽 지름의 비율을 의미한다. 만약 구형률이 0.5가 안되는 급냉 제강 슬래그의 경우 찌그러진 모양을 갖게 되어 마이크로파가 뾰족한 부분으로 수렴할 수 있으며 이 경우에는 스파크가 발생할 수 있는 문제가 있어 사용이 제한될 수 있다. 이와 같은 급냉 제강 슬래그는 도체와 부도체의 중간적인 반 부도체의 성격을 가지기 때문에 흡수 가열과 유도 가열이 이뤄지며, 충전 상태에 따라 내부 마이크로파의 전달이 이루어진다. 즉, 연속되어 있는 구형의 급냉 제강 슬래그에 마이크로파가 가해질 경우 표면 효과에 의해 급냉 제강 슬래그를 따라 마이크로파가 전달되면서 인접한 급냉 제강 슬래그에 이전과 마찬가지로 흡수 가열과 유도 가열이 이루어지는 것이다. Therefore, if a material such as Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO or Al ₂ O _{3 in a} stable state and a material such as CaO, SiO ₂ , MgO, TiO ₂ are properly mixed and distributed, Fe ₂ O ₃ , FeO or Al ₂ O ₃ has a stable crystal structure by CaO, SiO ₂ , MgO, TiO _2, and the like. In particular, the quenched steelmaking slag composition having a spherical shape (preferably spherical ratio of 0.5 or more) may exhibit the effects of heating and absorption heating by vibration. Here, the sphericity means the ratio of the smallest side diameter to the longest side diameter of the particle as the shape factor. If the quenching steel slag has a spherical ratio of less than 0.5, it may have a crushed shape and the microwave may converge to a pointed portion, and in this case, there may be a problem that sparks may occur, and thus the use may be restricted. Since the quenched steel slag has the characteristics of an intermediate semi-conductor between the conductor and the non-conductor, absorption heating and induction heating are performed, and internal microwaves are transmitted according to the state of charge. That is, when microwave is applied to the continuous spherical quenching steel slag, the microwave is transmitted along the quenching steel slag by the surface effect, and absorption heating and induction heating are performed to the adjacent quenching steel slag as before.

이것에 더하여 구형이 아니더라도 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO와 같은 다량의 극성 재료와 Al₂O₃, CaO, SiO₂, MgO, TiO₂ 등과 같은 재료가 적절하게 혼합 분포되어 있는 특정 입자의 서냉 제강슬래그 조성물, 동 제련 슬래그 조성물, 아연 제련 슬래그 조성물, 레드머드 조성물(알루미늄 제련시 발생하는 부산물) 및 적철광 조성물, 정제 석탄회 조성물 및 정제 황토 조성물도 진동에 의한 가열과 흡수가열의 효과를 보일 수 있다. In addition to this, even if not spherical, a large amount of polar material such as Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO and a specific particle in which appropriately mixed distribution of materials such as Al ₂ O ₃ , CaO, SiO ₂ , MgO, TiO _2, etc. Slow cooling steelmaking slag composition, copper smelting slag composition, zinc smelting slag composition, red mud composition (by-product of aluminum smelting) and hematite composition, refined coal ash composition and refined loess composition also show the effect of heating and absorption heating by vibration Can be.

이를 위하여 본 발명자들은 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 또는 Al₂O₃가 안정한 광물상으로 존재하면서 CaO, SiO₂, TiO₂, MgO 등을 성분으로 하는 조성물을 제조한 후 입경이 일정 크기 이하인 것만 선별하여 제조되는 금속산화물 함유 조성물을 이용할 경우 마이크로파에 의해 매우 급속하고 안정적으로 가열될 수 있음을 발견하였다.
To this end, the present inventors prepared Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO or Al ₂ O ₃ in a stable mineral phase while preparing a composition containing CaO, SiO ₂ , TiO ₂ , MgO, etc. It has been found that the metal oxide-containing composition prepared by selecting only the followings can be heated very rapidly and stably by microwaves.

이와 같이 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 또는 그 혼합물이 안정한 광물상으로 특정 함량 이상 존재하며 300MHz ~ 300GHz의 마이크로파에 의해 발열되는 조성물(MIP)는 흑연류 등의 탄소 성분이 없이도 자체 발열될 수 있는 특징을 갖는다. As such, Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO, or a mixture thereof is present in a stable mineral phase with a specific content or more, and the composition (MIP) generated by microwaves of 300 MHz to 300 GHz may self-heat without any carbon component such as graphite. It can be characterized.

본 발명에서 상기 조성물들은 마이크로파에 의해 발열이 가능하기 위해서는 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO 또는 그 혼합물이 최소 4 중량% 이상은 되는 것이 효과가 좋으며, 더욱 바람직하기로는 8 중량% 이상이 좋다. 이때 Fe₂O₃, Fe₃O₄ 및 FeO 중에서 그 단독으로 포함되어도 되고 2종 이상이 혼합된 형태이어도 된다. 또한 상기 조성물 중 정제 석탄회 조성물 및 정제 황토 조성물이 마이크로파에 의해 발열이 가능하기 위해서는 Fe₂O₃, Fe₃O₄ 및 FeO가 최소 4 중량% 이상이면서, Al₂O₃가 1 중량% 이상은 되는 것이 효과가 좋으며, 더욱 바람직하기로는 Al₂O₃가 5 중량% 이상이 좋다.
In the present invention, in order to be exothermic by microwave, Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO or a mixture thereof is preferably at least 4% by weight or more, and more preferably 8% by weight or more. good. The _{_{_{Fe 2 O 3, Fe 3 O}}} 4 and FeO, and may be included in the sole may be in the form of two or more mixed. In addition, in order to be exothermic by the microwave and the refined coal ash composition and refined loess composition of the composition, Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ and FeO is at least 4% by weight, while Al ₂ O ₃ is at least 1% by weight. The effect is good, and Al ₂ O ₃ is more preferably 5% by weight or more.

실제로 본 발명에 따른 조성물이 마이크로파에 의해 얼마 정도로 발열되는가를 확인하기 위하여 2.45 GHz의 마이크로파를 본 발명에 따른 마이크로파에 의해 발열되는 급냉 및 서냉 제강 슬래그 조성물, 동 또는 아연 제련 슬래그 조성물, 정제 석탄회 조성물, 정제 황토 조성물, 레드머드 조성물, 적철광 조성물 및 일반 건조 규사, 미정제 제강슬래그, 미정제 황토에 1분간 조사한 후 초기 온도 및 종결 온도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다. In order to confirm how much the composition according to the present invention is actually exothermic by microwaves, the quenching and slow cooling steel slag composition, copper or zinc smelting slag composition, purified coal ash composition, Purified ocher composition, red mud composition, hematite composition and general dry silica, crude steel slag, crude loess was irradiated for 1 minute and the initial temperature and the termination temperature were measured and the results are shown in Table 1.

종류Kinds 초기온도(℃)Initial temperature (℃) 종결온도(℃)Termination Temperature (℃) 조사시간(분)Survey time (minutes) 사용용기Container to use 본 발명의 급냉 제강슬래그 조성물Quenching steelmaking slag composition of the present invention 20~2420 to 24 100~300100-300 1One 비이커Beaker 본 발명의 서냉 제강슬래그 조성물Slow cooling steelmaking slag composition of the present invention 20~2420 to 24 70~20070-200 1One 비이커Beaker 본 발명의 동 제련 슬래그 조성물Copper smelting slag composition of the present invention 20~2420 to 24 80~25080-250 1One 비이커Beaker 본 발명의 아연 제련 슬래그 조성물Zinc smelting slag composition of the present invention 20~2420 to 24 70~23070-230 1One 비이커Beaker 본 발명의 정제 석탄회 조성물Refined Fly Ash Composition of the Present Invention 20~2420 to 24 65~15065-150 1One 비이커Beaker 본 발명의 정제 황토 조성물Refined ocher composition of the invention 20~2420 to 24 75~16075-160 1One 비이커Beaker 본 발명의 레드머드 조성물Red mud composition of the present invention 20~2420 to 24 80~25080-250 1One 비이커Beaker 본 발명의 적철광 조성물Hematite composition of the present invention 20~2420 to 24 80~30080-300 1One 비이커Beaker 일반규사General Silica 20~2420 to 24 25~4525-45 1One 비이커Beaker 미정제 급냉 제강슬래그Crude Quenched Steel Slag 20~2420 to 24 40~10040-100 1One 비이커Beaker 미정제 서냉 제강슬래그Crude slow cooling steel slag 20~2420 to 24 30~6030-60 1One 비이커Beaker 미정제 황토Crude loess 20~2420 to 24 30~8030-80 1One 비이커Beaker

상기 표 1에서의 실험 형태는 조성물(파우더 또는 비드 형태)를 비이커에 일정량 담아서 전자레인지에서 1분간 조사하는 방법을 사용한 것이다. 상기 표에서 초기온도와 종결온도가 범위(range)로 표시된 것은 정제/선별 조건의 차이에 의해 발생한 여러 샘플을 테스트했기 때문에 각각의 온도의 실험결과를 범위로서 나타낸 값이다. 상기 표 1에서 본 발명의 급냉 제강 슬래그 조성물, 서냉 제강 슬래그 조성물, 동 또는 아연 제련 슬래그 조성물 및 정제 석탄회 조성물은 규사와 입자 크기를 거의 동일하게 조정한 후 실험을 실시하였다. 정제 황토 및 레드머드 조성물은 0.6~1mm의 입자 크기를 사용하였고, 적철광 조성물은 5~25mm의 입자 크기를 사용하였다. 상기 표 1의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로파에 의해 발열되는 조성물들은 1분간 마이크로파를 주사했을 때 온도가 현저히 상승하는 것을 볼 수 있다. 이에 비하여 일반 규사는 온도 상승이 크지 않은 것을 볼 수 있다. Experimental form in Table 1 is to use a method of irradiating a composition (powder or bead form) in a beaker in a microwave oven for 1 minute. In the above table, the initial temperature and the termination temperature are shown as ranges, and the test results of the respective temperatures are shown as ranges because the various samples generated by the difference in purification / selection conditions were tested. In Table 1, the quenching steel slag composition, the slow cooling steel slag composition, the copper or zinc smelting slag composition, and the refined coal ash composition of the present invention were subjected to experiments after adjusting silica sand and particle size to about the same. The refined ocher and red mud compositions used a particle size of 0.6-1 mm, and the hematite composition used a particle size of 5-25 mm. As can be seen from the results of Table 1, the composition generated by the microwave according to the present invention can be seen that the temperature is significantly increased when the microwave is injected for 1 minute. In contrast, the normal silica sand can be seen that the temperature rise is not large.

또한, 본 발명에 따른 특정 산화철을 함유하지 않은 일반 제강슬래그를 이용하여 마이크로파를 조사했을 경우의 온도 상승 여부를 확인하기 위하여 선별 작업을 하지 않은 제강슬래그를 사용하여 동일한 실험을 진행하였다. 그러나, 선별 작업을 거치지 않은 제강슬래그는 덩어리가 큰 성분도 포함하여 균일한 가열이 되지 않을 뿐만 아니라 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO가 일정 함유량 이하이기 때문에 본 발명에 따라 선별된 것에 비해 발열이 미미하게 일어나는 것을 확인하였다. 또한, 미정제 급냉 제강 슬래그의 경우에는 온도 상승은 비교적 크나, 구형률이 낮은 찌그러진 모양을 갖게 되어 마이크로파가 뾰족한 부분으로 수렴할 수 있으며 이 경우에는 스파크가 발생할 수 있는 문제가 있어 사용이 제한된다. In addition, the same experiment was carried out using a steelmaking slag that was not screened to check whether the temperature rises when microwave was irradiated using a general steelmaking slag containing no specific iron oxide according to the present invention. However, the steelmaking slag that has not undergone the sorting operation does not have uniform heating because it contains a large amount of lumps, and because Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO is below a certain content, it generates heat compared to the screening according to the present invention. It was confirmed that this occurred slightly. In addition, in the case of crude quenching steel slag, the temperature rise is relatively large, but the spherical shape has a low crushed shape so that microwaves can converge to a pointed portion, and in this case, there is a problem that sparks may occur, thereby limiting its use.

그러나, 본 발명에 따른 마이크로파에 의해 발열되는 제강슬래그 조성물은 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO가 일정 함유량 이상이고 일정 크기 이하의 입자들만 선별되었기 때문에 가열이 원활히 일어남을 확인하였다.
However, the steelmaking slag composition generated by the microwave according to the present invention was confirmed that the heating occurs smoothly because only the particles of Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , FeO is above a certain content and a certain size or less.

또한, 본 발명에 따른 조성물이 중금속을 용출하는지 확인하기 위하여 마이크로파에 의해 발열되는 급냉 및 서냉 제강슬래그 조성물에 대한 중금속 용출실험을 실시한 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 또한 이들의 화학성분을 분석한 결과를 표 3에 나타내었다.
In addition, the results of the heavy metal dissolution test for the quenched and slow cooled steelmaking slag composition exothermic by microwave in order to confirm that the composition according to the present invention elutes heavy metals are shown in Table 2 below. In addition, the results of analyzing their chemical components are shown in Table 3.

규제물질Regulated Substance 허용기준치Threshold 본 발명의 급냉 제강슬래그 조성물Quenching steelmaking slag composition of the present invention 본 발명의 서냉 제강슬래그 조성물Slow cooling steelmaking slag composition of the present invention PbPb 3.0이하3.0 or less NDND NDND CuCu 3.0이하3.0 or less NDND NDND AsAs 1.5이하1.5 or less NDND NDND HgHg 0.005이하Less than 0.005 NDND NDND CdCD 0.3이하0.3 or less NDND NDND CrCr 1.5이하1.5 or less NDND NDND CNCN 1.0이하1.0 or less NDND NDND

ND: Not Detected (불검출)
ND: Not Detected

종류Kinds 본 발명의 급냉 제강슬래그 조성물
(중량 %)Quenching steelmaking slag composition of the present invention
(weight %) 본 발명의 서냉 제강슬래그 조성물
(중량 %)Slow cooling steelmaking slag composition of the present invention
(weight %) 본 발명의 동제련 슬래그 조성물
(중량 %)Copper smelting slag composition of the present invention
(weight %) 본 발명의 정제 석탄회 조성물
(중량 %)Refined Fly Ash Composition of the Present Invention
(weight %) 본 발명의 정제 황토 조성물
(중량 %)Refined ocher composition of the invention
(weight %) 본 발명의 레드머드 조성물
(중량 %)Red mud composition of the present invention
(weight %) 본 발명의 적철광 조성물
(중량 %)Hematite composition of the present invention
(weight %) CaOCaO 9~63%9-63% 9~63%9-63% 1~10%1-10% 1~10%1-10% 0~3%0-3% 5~12%5-12% 0~1%0-1% Fe₂O₃ Fe ₂ O ₃ 8~62%8-62% 1~30%1-30% 5~10%5-10% 3~10%3 ~ 10% 4~9%4-9% 35~60%35-60% 80~95%80-95% FeOFeO 2~40%2-40% 8~40%8-40% 30~55%30-55% 1~5%1-5% 0~2%0-2% 0~2%0-2% 0~2%0-2% Fe₃O₄ Fe ₃ O ₄ 1~25%1-25% 0~5%0-5% 0~5%0-5% 0~1%0-1% 0~1%0-1% 2~5%2-5% 0~2%0-2% SiO₂ SiO ₂ 10~58%10-58% 10~58%10-58% 20~40%20-40% 50~70%50-70% 50~65%50-65% 5~18%5-18% 0~5%0-5% MgOMgO 6~15%6-15% 6~15%6-15% 0~2%0-2% 0~5%0-5% 0~3%0-3% 0~1%0-1% 0~1%0-1% Al₂O₃ Al ₂ O ₃ 2~28%2 ~ 28% 2~28%2 ~ 28% 4~8%4-8% 15~40%15-40% 15~25%15-25% 10~20%10-20% 1~3%1 ~ 3%

상기 표 2에서 각 조성물의 금속산화물 함량이 범위(range)로 표시된 것은 정제/선별 조건의 차이에 의해 발생한 여러 샘플을 테스트했기 때문에 각각의 실험결과를 범위로서 나타낸 값이다. 상기 표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 마이크로파에 의해 발열되는 제강슬래그 조성물은 중금속 성분이 검출되지 않음을 확인할 수 있다. In Table 2, the metal oxide content of each composition is represented by a range, and the results of the respective experiments are represented as ranges because the various samples generated by the difference in purification / selection conditions were tested. As can be seen from the results of Table 2, the steelmaking slag composition generated by the microwave according to the present invention can confirm that no heavy metal component is detected.

본 발명에 따른 마이크로파에 의해 발열되는 제강슬래그 조성물의 물리적 특성의 일 예는 다음 표 4와 같이 측정되었다.
An example of the physical properties of the steelmaking slag composition generated by the microwave according to the present invention was measured as shown in Table 4.

항목Item 본 발명의 급냉 제강슬래그 조성물Quenching steelmaking slag composition of the present invention 본 발명의 서냉 제강슬래그 조성물Slow cooling steelmaking slag composition of the present invention 진비중Heavy weight 3.0~4.03.0 to 4.0 3.0~4.53.0 to 4.5 겉보기 비중Apparent specific gravity 1.6~2.61.6-2.6 1.8~3.01.8 ~ 3.0 흡수율(%)Absorption rate (%) 0.1~3.00.1-3.0 1.0~4.01.0 ~ 4.0 구형률Sphericity 0.50~0.950.50-0.95 --

진비중의 경우 모래의 진비중인 2.55~2.65에 비해 안정한 형태의 Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO를 함유하는 마이크로파에 의해 발열되는 제강슬래그 조성물은 3.0~4.5로 모래에 비해 무겁게 나타났다.
The steelmaking slag composition generated by microwaves containing Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , and FeO in stable form was 3.0-4.5 in weight, compared to sand in the case of abundance.

본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열장치의 발열부는 상기 본 발명에 따른 마이크로파에 의해 발열되는 금속산화물 함유 조성물, 시멘트(예, 포틀랜드 시멘트) 및 물을 포함하는 모르타르 조성물로 구성될 수 있다. 이 때 금속산화물 함유 조성물, 시멘트 및 물 각 성분의 양은 구체적으로 한정하지 않고 용도에 따라 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 적절히 정하여 사용할 수 있다. 일 예로 일반 골재를 사용한 모르타르 조성물에서 일반 골재 대신 상기 본 발명에 따른 금속산화물 함유 조성물을 사용하면 모르타르 조성물이 얻어진다. 또한, 무기계 조성물의 하나인 콘크리트 조성물의 경우 상기 모르타르 조성물에 더하여 입도 1 ~ 40mm의 골재, 바람직하게는 5~40mm의 굵은 골재를 포함하여 얻어질 수 있다. 이 때 역시 각 성분의 양은 특별히 한정하지 않고 용도에 맞도록 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 적절히 정하여 사용할 수 있다. The heating unit of the heating device using the microwave according to the present invention may be composed of a mortar composition including a metal oxide-containing composition, cement (eg, Portland cement) and water, which are generated by the microwave according to the present invention. At this time, the amount of the metal oxide-containing composition, the cement and each component of the water is not particularly limited, and may be appropriately determined and used by those skilled in the art according to the use. As an example, when the metal oxide-containing composition according to the present invention is used instead of the general aggregate in the mortar composition using the general aggregate, the mortar composition is obtained. In addition, in the case of the concrete composition, which is one of the inorganic compositions, in addition to the mortar composition, aggregates having a particle size of 1 to 40 mm, and preferably 5 to 40 mm thick aggregates may be obtained. At this time, too, the amount of each component is not particularly limited and may be appropriately determined and used by those skilled in the art to which the present invention pertains to suit its purpose.

다만, 마이크로파에 의한 발열성 확보를 위하여 마이크로파에 의해 발열되는 금속산화물 함유 조성물은 전체 모르타르 조성물의 10~90 중량%의 범위로 사용될 수 있다. 또한 일정 범위의 분체류, 예를 들어, 고로슬래그 미분말, 플라이애쉬, 실리카 퓸, 중질 탄산칼슘 등을 용도에 따라 혼합할 수 있으며, 화학 혼화제, 예를 들어, 감수제, 유동화제, 증점제, 소포제, 보강제, 윤활 이형제 및 기타 혼화제 등도 적절하게 혼합 사용될 수 있다.However, the metal oxide-containing composition that is generated by the microwave in order to ensure heat generation by the microwave may be used in the range of 10 to 90% by weight of the total mortar composition. In addition, a range of powders such as blast furnace slag powder, fly ash, silica fume, heavy calcium carbonate and the like can be mixed according to the use, and chemical admixtures such as water reducing agents, fluidizing agents, thickeners, antifoaming agents, Reinforcing agents, lubricating release agents and other admixtures may also be used as appropriate.

본 발명에 따른 조성물은 그 자체로 마이크로파의 조사만으로도 충분히 발열될 수 있어서 별도로 흑연과 같은 발열재료를 사용하지 않아도 되는 것이 핵심적 특징이다. 그러나, 발열에 따른 상승효과를 높이기 위하여 상기 모르타르 조성물 또는 콘크리트 조성물에 기존의 발열재료, 예를 들어 흑연, 인상 흑연, 인조 흑연, 탄소섬유 등을 혼합하여 사용할 수도 있으며, 이를 제외하는 것은 아니다. 모르타르 조성물의 경우에는 본 발명에 따른 금속산화물 함유 조성물을 포함하는 모르타르 조성물에 100 중량부에 대하여 흑연, 인상 흑연, 인조 흑연, 탄소섬유 등에서 선택된 1종 이상을 1~200 중량부로 더 포함할 수 있다. 또한, 콘크리트 조성물의 경우에도 본 발명에 따른 마이크로파에 의해 발열하는 콘크리트 조성물 100 중량부에 대하여 흑연, 인상 흑연, 인조 흑연, 탄소섬유 등에서 선택된 1종 이상을 1~200 중량부로 더 포함할 수 있다. 상기 흑연, 인상 흑연, 인조 흑연, 탄소 섬유 등은 전기 전도도가 어느 정도 높기 때문에 자기장에 의한 와류 전류가 형성되고 물과 같이 진동 발열을 일으키는 쌍극자도 존재한다. 따라서 유/무기계 조성물 및 2차 가공물을 제조할 때 일부 혼합하여 사용하게 되면, 본 발명에 의한 금속산화물 함유 조성물의 발열과 더불어 상기 분말의 발열 효과가 중첩되어 발열 효율이 더욱 높은 제품을 얻을 수 있다.
The composition according to the present invention can generate heat by itself only by irradiation of microwaves, so it is not necessary to use a heating material such as graphite separately. However, in order to increase the synergistic effect of the heating, it is also possible to use a mixture of the existing heating material, such as graphite, impression graphite, artificial graphite, carbon fiber, etc. in the mortar composition or concrete composition, but is not excluded. In the case of a mortar composition, the mortar composition including the metal oxide-containing composition according to the present invention may further include 1 to 200 parts by weight of one or more selected from graphite, impression graphite, artificial graphite, carbon fiber, etc., based on 100 parts by weight. . In addition, the concrete composition may further include 1 to 200 parts by weight of one or more selected from graphite, impression graphite, artificial graphite, carbon fiber and the like with respect to 100 parts by weight of the concrete composition generated by the microwave according to the present invention. Since the graphite, the impression graphite, artificial graphite, carbon fiber and the like have a high electrical conductivity to some extent, a eddy current caused by a magnetic field is formed, and there are also dipoles which generate vibrational heating such as water. Therefore, when partially mixed and used in the production of organic / inorganic compositions and secondary processed products, the heat generation effect of the powder and the heat generation of the metal oxide-containing composition according to the present invention can be superimposed to obtain a product with higher heat generation efficiency. .

상기 본 발명에 따른 모르타르 조성물의 발열성을 확인하기 위하여 포틀랜드시멘트 및 물을 사용하여 모르타르를 제조할 때 잔골재로서 1) 본 발명에 따른 급냉 제강슬래그 조성물만을 사용한 경우, 2) 본 발명에 따른 급냉 제강슬래그 조성물과 정제 황토 조성물을 50:50으로 사용한 경우 및 3) 본 발명에 따른 정제 황토 조성물만을 사용한 경우의 모르타르 조성물을 제조한 후 발열 실험을 실시하였다.In order to confirm the exothermicity of the mortar composition according to the present invention when producing mortar using portland cement and water as a fine aggregate 1) when using only the quenching steel slag composition according to the present invention, 2) quenching steel according to the present invention When the slag composition and the purified ocher composition were used at 50:50, and 3) the mortar composition was prepared using only the purified ocher composition according to the present invention, an exothermic experiment was performed.

이때 급냉 제강 슬래그 조성물 및 정제 황토 조성물의 밀도가 일반 골재와 차이가 있는 점을 감안하여 일반 모래와 동일한 용적의 조성물을 혼합하는 등 조건을 동일하게 한 후 실험을 실시하였다. At this time, considering the density of the quenching steel slag composition and the purified ocher composition was different from the general aggregate, the experiment was performed after the same conditions, such as mixing the composition of the same volume as the general sand.

먼저, 20℃ 표준양생을 7일간 실시한 후 일반 모르타르 조성물 및 마이크로파에 의해 발열되는 조성물 사용 모르타르 조성물을 100℃에서 24시간 건조시켜 내부의 수분을 제거한 후 이들 각각의 모르타르 조성물에 1분간 마이크로파를 조사한 결과를 표 5에 나타내었다.
First, after performing the standard curing for 7 days at 20 ℃ for 7 days after the general mortar composition and microwave heating composition using the mortar composition is dried at 100 ℃ for 24 hours to remove the water inside each of the mortar composition was irradiated with microwave for 1 minute Is shown in Table 5.

초기온도Initial temperature 평균온도Average temperature 일반 모래 사용 모르타르 조성물General sand use mortar composition 20℃20 ℃ 41℃41 C 본 발명에 따른 급냉 제강슬래그 조성물을 단독 사용한 모르타르 조성물Mortar composition using quenching steel slag composition according to the present invention alone 20℃20 ℃ 165℃165 ° C 본 발명에 따른 급냉 제강슬래그 조성물 및 정제 황토 조성물 혼합 사용한 모르타르 조성물(50:50 중량비)Mortar composition (50:50 weight ratio) using quenching steelmaking slag composition and tablet ocher composition mixed according to the present invention 20℃20 ℃ 120℃120 DEG C 본 발명에 따른 정제 황토 조성물을 단독 사용한 모르타르 조성물Mortar composition using tablet ocher composition according to the invention alone 20℃20 ℃ 92℃92 ℃

상기 결과로부터 알 수 있듯이 천연 잔골재만을 사용한 모르타르 조성물은 마이크로파를 조사한 후에도 온도 변화가 크지 않았다. 그러나 본 발명에 따른 모르타르 조성물은 마이크로파에 의해 발열되는 금속산화물 함유 조성물 자체에 마이크로파를 조사한 경우보다는 작은 값이지만, 종래의 일반 모래 사용 모르타르 조성물보다 온도 상승 효과가 현저하게 큰 것을 알 수 있다.As can be seen from the above results, the mortar composition using only natural fine aggregate did not have a large temperature change even after microwave irradiation. However, although the mortar composition according to the present invention has a smaller value than when microwaves are irradiated to the metal oxide-containing composition itself generated by microwaves, it can be seen that the effect of temperature increase is significantly greater than that of a conventional sand use mortar composition.

이러한 결과는 모르타르 내부에 있는 마이크로파에 의해 발열되는 금속산화물 함유 조성물이 마이크로파의 조사에 의해 가열되어 모르타르 내부에서 열이 발생되기 때문이다. 그러나 앞서 언급한 본 발명에 따른 마이크로파에 의해 발열되는 금속산화물 함유 조성물 자체에 마이크로파를 조사한 경우와는 달리 조성물 외부에 무기질인 시멘트가 도포되어 있기 때문에 온도가 상승된 조성물로부터 열전도에 의해 시멘트 부분의 온도 상승이 필요하므로 상승된 온도는 조성물 자체의 상승 온도보다 작다는 것을 알 수 있다. 이에 따라 원하는 적용 용도에 따라 본 발명에 따른 금속산화물 함유 조성물의 양과 종류, 함께 포함되는 무기질의 양과 종류, 마이크로파의 조사 시간 등을 조절하여 원하는 온도를 얻을 수 있다. This result is because the metal oxide-containing composition that is generated by the microwaves in the mortar is heated by the irradiation of microwaves to generate heat in the mortar. However, unlike the case where the microwave is irradiated to the metal oxide-containing composition itself generated by the microwave according to the present invention mentioned above, since the inorganic cement is applied to the outside of the composition, the temperature of the cement part due to heat conduction from the elevated temperature composition It can be seen that the elevated temperature is less than the elevated temperature of the composition itself since an increase is necessary. Accordingly, the desired temperature can be obtained by adjusting the amount and type of the metal oxide-containing composition according to the present invention, the amount and type of the minerals included together, the irradiation time of microwaves, etc. according to the desired application.

또한 본 발명에 의한 마이크로파에 의해 발열되는 조성물을 사용하여 제조되는 마이크로파를 이용한 발열장치는 건설용 뿐만 아니라 다양한 용도, 예컨대 건축구조물 내부의 난방용 벽체 또는 바닥, 교량의 상판, 도로 , 철도 궤도, 철도 플랫폼, 터널 프레임, 배수관, 흙 도로, 보도, 자전거 전용도로, 비닐하우수나 온실의 바닥, 건축용 빔, 전열기기, 전자 레인지용 용기, 강관 또는 강판 등에 함입 또는 노출되어 이용될 수 있다.
In addition, the heating device using the microwave produced using the composition to generate heat by the microwave according to the present invention is not only for construction, but also for various uses, such as heating walls or floors for building interiors, tops of bridges, roads, railway tracks, railway platforms , Tunnel frames, drainage pipes, dirt roads, sidewalks, bicycle paths, vinyl sewage or greenhouse floors, building beams, heating equipment, microwave containers, steel pipes or steel plates, etc.

또한 본 발명의 범위는 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열장치를 사용하여 목적으로 하는 발열체를 시공하는 방법까지 포함한다.
In addition, the scope of the present invention includes a method for constructing a target heating element using a heating device using microwaves according to the present invention.

즉 본 발명에 따른 마이크로파에 의해 발열되는 발열체의 시공방법은That is, the construction method of the heating element generated by the microwave according to the present invention

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. And a control unit.

본 발명에 따른 시공방법에 있어서, 상기 전극은 직렬 방식 또는 병렬 방식으로 발열장치에 연결될 수 있으며, 전력 소모량을 더욱 감소시키기 위해서는 병렬 방식이 유리하나, 시공 현장의 조건에 따라 전극 연결 방식은 직렬, 병렬 또는 그 혼합방식 등 다양하게 응용이 가능하다. In the construction method according to the invention, the electrodes can be connected to the heating device in a series or parallel manner, in order to further reduce the power consumption is advantageous in parallel, the connection method of the electrode in series, depending on the conditions of the construction site, Various applications are possible, such as parallel or mixed method.

또한, 상기 마이크로파를 이용한 발열장치 상부에 콘크리트 조성물을 타설하지 않고 그대로 사용해도 되나, 현장에 따라 상기 발열장치 상부에 콘크리트 조성물을 추가로 타설하는 단계를 더 포함할 수도 있다. In addition, the microwave may be used as it is without pouring the concrete composition on top of the heating device, it may further include the step of additionally pouring the concrete composition on the heating device according to the site.

상기 목적 대상이 되는 발열체는 건축구조물 내부의 난방용 벽체 또는 바닥, 교량의 상판, 도로 , 철도 궤도, 철도 플랫폼, 터널 프레임, 배수관, 흙 도로, 보도, 자전거 전용도로, 비닐하우스나 온실의 바닥, 건축용 빔, 전열기기, 전자 레인지용 용기, 강관 또는 강판 등을 포함하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 발열이 필요한 모든 것이 그 대상이 될 수 있다.
The heating element targeted for the purpose is a heating wall or floor inside a building structure, a top of a bridge, a road, a railroad track, a railroad platform, a tunnel frame, a drainage pipe, a dirt road, a sidewalk, a bicycle road, a floor of a vinyl house or a greenhouse, a building It includes, but is not limited to, a beam, a heating device, a container for a microwave oven, a steel pipe or a steel sheet, and the like.

다시 한번 본 발명의 특징에 관하여 요약하면, 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 발열장치는 마이크로파에 의해 단시간에 고온까지 급속히 온도가 상승할 수 있는 금속산화물 함유 조성물을 발열부에 포함한다. 따라서 이를 모르타르나 콘크리트와 같은 조성물에 포함시켜 발열부의 하판(20)으로 사용할 경우 모르타르나 콘크리트를 단시간에 원하는 온도까지 올릴 수 있으며, 모르타르나 콘크리트는 소재 자체의 특성으로 인해 잠열을 오랜 시간 동안 유지할 수 있기 때문에 온도 하강 시간은 매우 오래 걸리게 된다. 따라서, 적은 전력으로 단시간에 고온으로 올린 후 전원을 차단할 경우에도 상승한 온도가 하강하는데 까지는 오랜 시간이 걸리기 때문에 전력량을 기존의 일반 전기 보일러 등에 비교하여 절반이하, 용도에 따라 많게는 1/10 이하까지도 줄일 수 있는 것이다. 기존 전기 보일러 등은 열원을 차단하면 바로 온도가 하강하므로 지속적으로 전기를 공급해 줘야 하므로 전력소모량이 많은 반면, 본 발명에 따른 조성물을 사용할 경우에는 간헐적으로 단시간 동안만 전원을 공급해 주어도 동등 이상의 효과가 발생하므로 전력 소모량이 훨씬 적고 따라서 전력 효율을 획기적으로 높일 수 있는 것이다. 이러한 원리를 도로, 교량, 축사, 온실, 비닐하우스, 전열기기 등 발열이 필요한 분야에 사용하면 동일하거나 유사한 효과를 얻을 수 있다.
Once again summarized the features of the present invention, the microwave heating apparatus according to the present invention includes a metal oxide-containing composition that can rise rapidly to a high temperature in a short time by the microwave to the heat generating portion. Therefore, if it is included in a composition such as mortar or concrete and used as the lower plate 20 of the heating part, the mortar or concrete can be raised to a desired temperature in a short time, and mortar or concrete can maintain latent heat for a long time due to the characteristics of the material itself. As a result, the temperature fall time is very long. Therefore, even if the power is turned off in a short time after high temperature with low power, it takes a long time for the elevated temperature to fall. Therefore, the amount of power is reduced to less than half compared to conventional electric boilers, and as much as 1/10 or less depending on the purpose. It can be. Existing electric boilers have a high power consumption because the temperature immediately drops when the heat source is cut off, so that electricity must be continuously supplied. However, when the composition according to the present invention is used intermittently for a short time, an effect of equality or more occurs. As a result, the power consumption is much lower, which can dramatically increase the power efficiency. The same or similar effects can be achieved by using this principle in areas that require heat, such as roads, bridges, barns, greenhouses, plastic houses, and heating equipment.

이상과 같이, 본 발명을 도면을 참조하여 그 특징에 관하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
As described above, the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the present invention is capable of various modifications and changes by those skilled in the art to which the present invention pertains, and such modifications and changes are those of the present invention. It should be interpreted as falling within the scope of protection.

10 : 마이크로파 발생기 11 : 냉각팬
12 : 도파관 12a, 12b : 추가도파관
13 : 고정브라켓 14:유입구
15 : 하우징 16 : 삽입홀
17 : 반사부 18 : 지지부
19 : 보강판 20 : 하판
21 : 타공판 22 : 상판
23 : 발열부 30 : 발열재료
31 : 비발열재료10 microwave generator 11: cooling fan
12: waveguide 12a, 12b: additional waveguide
13: fixing bracket 14: inlet
15 housing 16 insertion hole
17: reflection portion 18: support portion
19: reinforcement plate 20: lower plate
21: punched plate 22: top plate
23: heat generating portion 30: heating material
31: non-heating material

Claims

A microwave generator for generating microwaves;
A waveguide receiving the microwaves from the microwave generator and transferring the microwaves into the housing;
A housing for diffusely reflecting the microwaves delivered to the waveguide; And
A heat generating portion that absorbs the diffusely reflected microwaves to generate heat and heats the surface of the heating target by the heat.
And,
The heating unit comprises a metal oxide containing an iron oxide compound and the heating device using a microwave, characterized in that the heat generated by the microwave of 300MHz ~ 300GHz.

The heating apparatus of claim 1, wherein the microwave generator, the waveguide, the housing, and the heat generating unit are installed under the surface of the heating target.

The method according to claim 1, wherein the waveguide is connected to the outside of the housing and the heat generating unit using a microwave, characterized in that the module is formed in a form mounted to the inside of the housing embedded in the heating object.

The method of claim 1, wherein the waveguide is a microwave heating device using a microwave, characterized in that the width is wider away from the connecting portion than the width of the portion connected to the microwave generator.

The method of claim 1, wherein the number of the waveguide is a heating device using a microwave, characterized in that 1 to 10.

The method of claim 1, wherein the cross-sectional shape of the waveguide is a heat generating device using a microwave, characterized in that the rectangular shape, circular shape, or triangular shape.

The heating device using microwaves according to claim 1, wherein the waveguide is made of steel, aluminum, or copper.

The method of claim 3, wherein the housing and the reflector for reflecting the microwaves emitted from the waveguide to the heat generating portion; It is formed wide in the width direction from the upper end of the reflector is a heating device using a microwave, characterized in that it comprises a support for supporting the heating unit.

The microwave generator of claim 1, wherein the microwave generator comprises a high voltage transformer and a magnetron.

The method of claim 9, wherein a cooling fan is installed at the lower portion of the magnetron, the cooling fan is connected to the fan motor, and when a commercial AC voltage is applied to the fan motor from outside, the cooling fan is driven by the fan motor while the fan motor is operated. A heating device using a microwave, characterized in that configured to cool the high heat generated in the magnetron by blowing external cold air to the magnetron.

The method according to claim 9, wherein the microwave generator is fixed to one of the one end side, the upper surface and the lower surface of the waveguide by a fixing bracket, and is communicatively coupled to one end of the waveguide by a connecting tube projecting to the microwave generator, Heating device using a microwave, characterized in that configured to deliver the microwave generated from the microwave generator to one end of the waveguide.

The method according to claim 1, wherein the housing has a length of tube structure, a hole is formed in one end surface of the tube is connected to the waveguide through the hole, characterized in that the heating device using the microwave.

The method of claim 1, wherein the waveguide is exposed to the outside of the housing, microwave generator using a microwave generator, characterized in that the microwave generator is installed on one side or the upper surface of the exposed waveguide.

The method of claim 1, wherein the housing has a bottom portion supporting the bottom of the waveguide by contact, a reflecting portion for reflecting the microwaves emitted from the waveguide to the heat generating portion, and a support portion integrally formed on the upper end of the reflecting portion to support the heat generating portion Heating device using a microwave, characterized in that consisting of.

15. The method of claim 14, wherein the reflecting portion is formed in the width direction intervals toward each other in the upward direction from the width direction both ends of the bottom portion, the reflecting portion diffuses the microwaves emitted from the waveguide by uniformly transmitting the microwaves to the heating element Heating device using a microwave.

The heating apparatus of claim 14, wherein the reflector is a tapered structure, a square structure, a cylindrical structure, a semi-cylindrical structure, or a triangular structure.

The heat generating apparatus using microwaves according to claim 14, wherein the support part comprises an intermediate part formed directly above the upper end of the reflecting part, and an upper end part formed of a box structure wider from the upper end of the intermediate part to the upper part.

The heat generating device using microwaves according to claim 14, wherein both ends of the housing in the longitudinal direction are blocked, and holes for connecting or inserting the waveguides are formed in one of both ends of the housing in the longitudinal direction.

The heating apparatus using microwaves according to claim 14, wherein the reinforcing plate is disposed in the middle portion of the support part in the width direction at intervals in the longitudinal direction.

15. The method of claim 14, wherein the upper end of the support portion is made of a box structure that is opened in an upward direction, the heat generating portion is inserted into the inside of the box to support the heat generating portion in contact with the bottom surface of the heat generating portion, the heat generating portion is wrapped around the front, left, right sides Heating device using a microwave, characterized in that for supporting.

The method according to claim 1, wherein the heat generating unit is a microwave heating device using a microwave, characterized in that consisting of the upper and lower plates stacked up and down, and a perforated plate inserted between the upper and lower plates.

The method according to claim 1, wherein the cross-sectional shape of the waveguide is a heating device using a microwave, characterized in that the rectangular shape, circular shape or triangular shape.

The method of claim 1, wherein the lower portion of the heat generating unit using a microwave, characterized in that the heat insulation further comprises.

The method of claim 23, wherein the heat insulating material is glass wool (glass wool), concrete, gypsum, heat-resistant plastic, heat-resistant ceramic, heat-resistant paper or stone heat generating device using a microwave.

The method according to claim 1, wherein the heat generating unit is a heat generating device using a microwave, characterized in that the non-heat generating material is supported by the non-heat generating material is configured in a form that each of the heat generating materials are separated from each other.

The heating device of claim 25, wherein the non-heating material is glass wool, concrete, gypsum, heat-resistant plastic, heat-resistant ceramic, heat-resistant paper, or stone powder.

The heating device using microwaves according to claim 1, further comprising a panel on an upper surface of the heating unit.

29. The heat generating apparatus using microwaves according to claim 27, wherein the material of the panel is steel, aluminum, or copper.

The method of claim 1, wherein the heat generating unit is a microwave heating device using a microwave, characterized in that comprises a metal oxide containing composition containing at least 4% by weight of one or more iron oxide compounds of Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ and FeO.

30. The microwave heating apparatus according to claim 29, wherein the composition further comprises 1 wt% or more of Al ₂ O ₃ .

30. The microwave heating apparatus according to claim 29, wherein the composition comprises 4 to 95% by weight of at least one iron oxide compound of Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O _4, and FeO.

The heating apparatus according to claim 29, wherein the composition comprises 4 to 95% by weight of iron oxide compound of Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ and FeO, and 1 to 50% by weight of Al ₂ O _3. .

31. The apparatus of claim 29 or 30, wherein the composition further comprises at least one metal oxide selected from the group consisting of CaO, SiO ₂ , TiO ₂ and MgO.

The method of claim 33, wherein the iron oxide compound of at least one of Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ and FeO, Al ₂ O ₃ Or a mixture thereof having a stable crystal structure by at least one metal oxide selected from the group consisting of CaO, SiO ₂ , TiO ₂ and MgO.

The metal oxide-containing composition according to any one of claims 29 to 34, wherein the metal oxide-containing composition has a particle size of 10 mm or less and a spherical ratio of 0.5 or more, a quenching steel slag composition having a particle size of 10 mm or less, a smelting steel slag composition having a particle size of 10 mm or less, a copper smelting slag composition having a particle size of 10 mm or less, particles At least one member selected from the group consisting of a zinc smelting slag composition having a size of 10 mm or less, a red mud composition having a particle size of 1 mm or less, a hematite composition having a particle size of 25 mm or less, a refined coal ash composition having a particle size of 10 mm or less, and a refined loess composition having a particle size of 1 mm or less. Heating device using a microwave.

36. The method of claim 35, wherein the quenched steel slag composition is a sieving process in the first step to select the quenched steel slag having a particle size of less than 10mm, and in the second step is selected using a magnetic separator with a magnetic strength of 500 gauss or more After that, a spherical sorting apparatus using microwaves characterized in that it is manufactured by the method of sorting only having a spherical ratio of 0.5 or more.

36. The method of claim 35, wherein the slow cooling steel slag composition is crushed and sieving in a first step to a particle size of less than 10mm and then kneaded with steelmaking slag using a magnetic separator of magnetic strength of 300 gauss or more Microwave heating device is manufactured by the method of removing the metal particles, and by using a magnetic separator with a magnetic strength of 500 gauss or more of magnetic strength of the slow cooling steel slag obtained in the first step as a second step.

36. The method of claim 35, wherein the copper or zinc smelting slag composition is subjected to a crushing and sieving process in a first step to a copper or zinc smelting slag having a particle size of less than 10mm magnetic force of 300 gauss or more Microwave is produced by a method of screening using a separator, and re-selecting the magnetic or magnetic smelting slag obtained in the first step using a magnetic separator with a magnetic strength of at least 500 gauss. Heating device used.

The red mud composition of claim 35, wherein the red mud composition is exposed to a raw material of red mud at a temperature of 50 ° C. or higher in a first step to remove organic substances and impurities therein, and sieves to select red mud having a particle size of 1 mm or less. After that, the microwave heating apparatus using a microwave, characterized in that the second step is produced by a method of sorting by using a magnetic separator with a magnetic strength of 500 gauss or more.

36. The method of claim 35, wherein the hematite composition is subjected to crushing and sieving in a first step to screen hematite having a particle size of 25 mm or less, and in a second step, magnetic force of 500 gauss or more from the previous hematite Microwave heating device characterized in that it is manufactured by a method for sorting using a separator.

36. The method of claim 35, wherein the refined coal ash composition is subjected to sieving in a first step, and then refines particle size classification or unbriquette coal by centrifugation or electrostatic separation for coal ash having a particle size of 10 mm or less. A microwave heating apparatus using a microwave, characterized in that manufactured by the method of screening the coal ash purified in the first step in two steps using a magnetic separator of magnetic strength of 500 gauss or more.

The ocher composition of claim 35, wherein the purified ocher composition exposes the raw material of the ocher to a temperature of 50 ° C. or more in a first step to remove organic matters and impurities therein, and a second step of loess having a particle size of 1 mm or less through sieving. By selecting, by the method of separating using a magnetic separator with a magnetic strength of 500 Gauss or more of magnetic strength, the heating device using a microwave.

The method of claim 1, wherein the heat generating unit is a microwave heating device using a microwave, characterized in that consisting of a metal oxide containing composition of any one of claims 29 to 35 and a mortar composition comprising cement and water.

The microwave according to claim 43, wherein the heating part further comprises 1 to 200 parts by weight of one or more selected from the group consisting of graphite, impression graphite, artificial graphite, and carbon fiber, based on 100 parts by weight of the mortar composition. Heating device using.

The heating device using microwaves according to claim 1, wherein the heating part is composed of a concrete composition comprising a mortar composition of claim 43 and an aggregate having a particle diameter of 1 to 40 mm.

The microwave according to claim 45, wherein the heating part further comprises 1 to 200 parts by weight of one or more selected from the group consisting of graphite, impression graphite, artificial graphite, and carbon fiber, based on 100 parts by weight of the concrete composition. Heating device using.

The method of claim 1, wherein the heating device is a heating wall or floor inside the building structure, the top of the bridge, road, railway track, railway platform, tunnel frame, drain pipe, dirt road, sidewalk, bicycle path, floor of the plastic house or greenhouse Microwave heating device, characterized in that it is used by being embedded or exposed in a building beam, a heating device, a container for a microwave oven, a steel pipe or a steel sheet.

Fixing the heating device using the microwave of claim 1 to the construction surface of the target object; And
Connecting an electrode to the heating device;
Construction method of the heating element is generated by the microwave, characterized in that it comprises a.

49. The method of claim 48, wherein the electrode is connected to the heating device in a series or parallel manner.

49. The method of claim 48, further comprising the step of pouring a concrete composition on top of the heating device using the microwave.

49. The method of claim 48, wherein the heating element is a heating wall or floor inside the building structure, the top of the bridge, roads, railroad tracks, railway platforms, tunnel frames, drainage pipes, dirt roads, sidewalks, bicycle paths, flooring of a plastic house or greenhouse, A method for constructing a heating element generated by microwaves, characterized in that the building beam, a heating device, a container for a microwave oven, a steel pipe or a steel sheet.