KR20130032676A - Aerogel combinating material manufacturing apparatus and method for manufacturing aerogel combinating material - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에어로젤 결합물 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분말 또는 입자 형태의 에어로젤을 물과 같은 액체에 혼합하여 에어로젤과 물 등이 결합된 에어로젤 결합물로 만드는 에어로젤 결합물 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an airgel binder production apparatus, and more specifically, to a mixture of airgel powder or particle form in a liquid such as water to make an aerogel binder production apparatus and the airgel combination to make an airgel combined water and the like and its preparation It is about a method.
일반적으로 에어로젤은 초임계 건조 및 상압 건조 방식을 통하여 기본 제조되는 저 밀도 나노 기공 구조의 미세 분말 또는 입자로 제공된다. 이러한 에어로젤은 우수한 단열, 방음, 제습 효과를 갖고 있어 활용도가 높은 신소재이다. 따라서, 에어로젤은 기존의 석고 보드와 같은 무기질계 단열재 및 우레탄 폼과 같은 합성수지 단열재 등에 비해 우수한 단열 성능을 갖는 단열재로 사용될 수 있다. 그러나, 에어로젤은 그 자체적으로는 다른 재료와의 혼화성이 매우 낮아 응용 제품을 만드는데 곤란한 점이 있다. In general, the airgel is provided as fine powder or particles having a low density nano-porous structure which is basically manufactured through a supercritical drying and an atmospheric pressure drying method. These aerogels have excellent thermal insulation, soundproofing, and dehumidification effects, making them highly available new materials. Therefore, the airgel may be used as a heat insulating material having excellent heat insulating performance compared to an inorganic heat insulating material such as a gypsum board and a synthetic heat insulating material such as urethane foam. However, aerogels, by themselves, are very miscible with other materials, making it difficult to make applications.
특히, 에어로젤은 그 자체로는 친수성이나, 고유의 기공 구조를 보호하여 성능을 유지하기 위해 친수성 에어로젤의 표면을 소수 처리하여 소수성을 갖게 한다. 따라서, 응용제품을 만드는 경우 에어로젤은 고유 기공 구조를 그대로 유지해야만 한다. 소수성이 파괴되면 물을 흡수하여 수축 및 분해와 같은 구조적 변화가 초래되어 그 기능을 상실한다. 소수성이 없어져도 셀 자체는 1000도 이하에서 쉽게 파괴되지 않으나 수분 침투로 인한 그 기능에 문제가 발생할 수 있다. 이러한 기술적 문제로 소수 처리된 에어로젤을 2차 가공된 상용 제품으로 만드는 것이 곤란하다. 최근 들어 블랭킷 형태의 에어로젤 시트가 판매되어 상용화가 일부 이루어지고 있으나 아직까지 다른 용도로 응용할 수 있는 제품이 상용화되고 있지 않다. 이는 그 기능을 유지하기 위한 소수성으로 인해 다른 재료와의 혼합력이 낮아 상품화하는 데 많은 애로사항이 있기 때문이다. In particular, the airgel itself is hydrophilic, but in order to protect its inherent pore structure to maintain its performance, the surface of the hydrophilic airgel is hydrophobic to make it hydrophobic. Therefore, when making applications, the airgel must maintain its inherent pore structure. When hydrophobicity is destroyed, water is absorbed, causing structural changes such as shrinkage and decomposition, which lose their function. Even if the hydrophobicity is lost, the cell itself is not easily destroyed at less than 1000 degrees, but there may be a problem in its function due to moisture penetration. Due to this technical problem, it is difficult to make the hydrogel treated as a secondary product commercially available. Recently, a blanket-type airgel sheet has been sold and commercialized, but some products have not been commercialized yet. This is because the hydrophobicity to maintain its function has a low mixing power with other materials, causing a lot of difficulties in commercialization.
따라서, 분말상 또는 입자상 에어로젤을 필요한 기능을 발휘할 수 있는 다른 성분 및 물과 같은 액체와 결합된 결합 물질 형태로 가공하여 블랭킷, 성형, 코팅, 충진 등 다양한 용도로 응용이 가능하도록 할 수 있는 에어로젤 결합물 제조장치의 개발 필요성이 크다.Thus, airgel combinations that can be processed into powders or particulate airgels in the form of bonding substances combined with liquids such as water and other ingredients that can perform the necessary functions, and thus enable applications in a variety of applications, such as blankets, molding, coatings, fillings, etc. There is a great need for development of manufacturing apparatus.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 에어로젤이 그 기능을 유지하면서, 다른 재료와 결합된 결합 물질 형태의 에어로젤 결합물을 제조할 수 있는 에어로젤 결합물 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was devised in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an airgel binder manufacturing apparatus capable of manufacturing an airgel bond in the form of a bond material combined with other materials while maintaining the function of the airgel. do.
본 발명의 다른 목적은 고압의 공기를 이용하여 분말상 에어로젤을 다른 물질과 결합된 에어로젤 결합물 형태로 제조하는 에어로젤 결합물 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing an airgel combination, which uses a high-pressure air to produce a powdered airgel in the form of an airgel combination combined with other materials.
본 발명의 또 다른 목적은 분말상 에어로젤이 적어도 한 가지의 다른 재료와 결합되어 분리되지 않도록 형성된 에어로젤 결합물을 제공하는 것이다. It is a further object of the present invention to provide an airgel combination which is formed such that the powdered airgel is combined with at least one other material and is not separated.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 밀폐된 원통 형상을 가지며, 그 내부에 분말 형태의 에어로젤, 필요 성분을 포함하는 적어도 한 가지의 재료, 및 액체가 담긴 혼합 탱크; 상기 혼합 탱크에 설치되며, 고압의 공기를 분사하는 적어도 한 개의 공기분사노즐; 및 상기 혼합 탱크의 내부에 상기 적어도 한 개의 공기분사노즐에서 분사되는 고압 공기가 통과하도록 설치된 적어도 한 개의 에어로젤 결합수단;을 포함하며, 상기 적어도 한 개의 공기분사노즐에서 분사된 고압 공기가 상기 에어로젤 결합수단을 통과하면, 상기 고압 공기와 함께 상기 에어로젤 결합수단을 통과하는 상기 입자 형태의 에어로젤, 적어도 한 가지의 재료 및 액체가 결합되어 에어로젤 결합물이 생성되는 에어로젤 결합물 제조장치를 제공함으로써 달성될 수 있다. .An object of the present invention as described above, has a closed cylindrical shape, therein a mixture of airgel in powder form, at least one material containing the necessary components, and a liquid tank; At least one air spray nozzle installed in the mixing tank and spraying high pressure air; And at least one airgel coupling means installed to pass the high pressure air injected from the at least one air injection nozzle into the mixing tank, wherein the high pressure air injected from the at least one air injection nozzle is combined with the airgel. Passing through the means may be achieved by providing an airgel binder manufacturing apparatus in which an airgel in the form of particles, at least one material and a liquid, which pass through the airgel bonding means together with the high pressure air are combined to produce an airgel blend. have. .
이때, 상기 액체는 물을 포함하는 것이 좋다.In this case, the liquid may include water.
또한, 상기 적어도 한 가지 재료는 세라믹, 방수재, 유리섬유, 광물섬유, 해포석, 바인더, 질석, 비석면성 무기재료, 페인트를 포함할 수 있다. In addition, the at least one material may include ceramics, waterproof materials, glass fibers, mineral fibers, haemulseok, binders, vermiculite, non-asbestos inorganic materials, paints.
또한, 상기 공기분사노즐은 상기 혼합 탱크의 측벽에 3개가 설치되며, 상기 에어로젤 결합수단은 상기 3개의 공기분사노즐과 대응되도록 상기 혼합 탱크의 바닥면에 3개가 설치될 수 있다. In addition, three air spray nozzles may be installed on the side wall of the mixing tank, and three air spray coupling means may be installed on the bottom surface of the mixing tank so as to correspond to the three air spray nozzles.
또한, 상기 공기분사노즐은 상기 혼합 탱크의 측벽에 3개가 설치되며, 상기 3개의 공기분사노즐이 한 개의 에어로젤 결합수단에 고압 공기를 분사하도록 설치할 수 있다. In addition, three air spray nozzles may be installed on the side wall of the mixing tank, and the three air spray nozzles may be installed to inject high pressure air into one airgel coupling means.
또한, 혼합 탱크의 바닥면은 바깥쪽으로 볼록한 형상으로 형성될 수 있다. In addition, the bottom surface of the mixing tank may be formed in a convex outward shape.
또한, 상기 혼합 탱크의 바닥면은 내측으로 오목하게 형성되며, 상기 혼합 탱크의 측벽은 상기 바닥면에 인접하며 외측으로 돌출된 돌출부를 포함할 수 있다. In addition, the bottom surface of the mixing tank is formed concave inward, the side wall of the mixing tank may include a protrusion protruding outward adjacent to the bottom surface.
또한, 상기 에어로젤 결합수단은 상기 돌출부에 위치할 수 있다. In addition, the airgel coupling means may be located in the protrusion.
또한, 상기 에어로젤 결합수단은 강성이 있는 다공성부재를 포함할 수 있다.In addition, the airgel coupling means may comprise a rigid porous member.
이때, 상기 다공성부재는 나선형 장치, 스프링 형태로 뭉쳐진 금속 또는 비금속, 스프링, 철 수세미, 뭉쳐진 철사를 포함할 수 있다. In this case, the porous member may include a helical device, a metal or a non-metal lumped in the form of a spring, a spring, an iron scrubber, a lumped wire.
또한, 상기 에어로젤 결합수단은 결합노즐을 포함하며, 결합노즐은 고압 공기가 인입되는 중공의 원통 형상의 몸통부; 및 상기 몸통부에서 중공의 원뿔대 형상으로 연장되며, 상기 고압 공기와 함께 에어로젤 결합물이 배출되는 노즐부;를 포함할 수 있다. In addition, the airgel coupling means includes a coupling nozzle, the coupling nozzle is a hollow cylindrical body portion that the high-pressure air is introduced; And a nozzle portion extending from the body portion in the shape of a hollow truncated cone and discharging an airgel combination with the high pressure air.
또한, 에어로젤 결합물 제조장치는 혼합 탱크의 내부에 설치되며, 상기 혼합 탱크를 상부 공간과 하부 공간으로 구획하는 구획판을 더 포함하며, 상기 에어로젤 결합수단은 상기 구획판을 관통하는 노즐 형상으로 형성될 수 있다. In addition, the airgel binder manufacturing apparatus is installed inside the mixing tank, and further comprises a partition plate for partitioning the mixing tank into the upper space and the lower space, the airgel coupling means is formed in the shape of a nozzle penetrating the partition plate Can be.
또한, 상기 하부 공간은 에어로젤 결합물을 배출하는 밸브가 설치될 수 있다. In addition, the lower space may be provided with a valve for discharging the airgel combination.
본 발명의 목적은, 혼합 탱크에 액체, 분말상의 에어로젤, 필요 성분을 포함하는 적어도 한 가지의 재료를 담는 단계; 고압 공기를 혼합 탱크의 내부에 설치된 에어로젤 결합수단을 향해 분사하는 단계; 및 고압 공기에 의해 상기 에어로젤 결합수단으로 인입된 상기 액체, 에어로젤, 적어도 한 가지의 재료가 결합되어 에어로젤 결합물을 형성하는 단계;를 포함하는 에어로젤 결합물 제조방법에 의해 달성될 수 있다.It is an object of the present invention to include a liquid in a mixing tank, at least one material comprising a powdered airgel, the necessary ingredients; Injecting high pressure air toward the aerogel coupling means installed in the mixing tank; And combining the liquid, the airgel, and at least one material introduced into the airgel coupling means by the high pressure air to form an airgel combination.
또한, 본 발명의 목적은, 비드 또는 분말 상의 필요 성분을 포함하는 적어도 한 가지의 재료를 포함하며, 상기 성분이 분리되지 않는 에어로젤 결합물을 제공함으로써 달성될 수 있다. The object of the present invention can also be achieved by providing an airgel combination comprising at least one material comprising the necessary components in beads or powders, wherein the components are not separated.
이때, 상기 액체는 물을 포함하며, 상기 적어도 한 가지 재료는 세라믹, 방수재, 유리섬유, 광물섬유, 해포석, 바인더, 질석, 비석면성 무기재료, 페인트를 포함할 수 있다. In this case, the liquid may include water, and the at least one material may include ceramic, waterproof material, glass fiber, mineral fiber, pulverulite, binder, vermiculite, non-asbestos inorganic material, and paint.
상기와 같은 본 발명의 일 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치에 의하면, 분말상의 에어로젤을 필요한 성분을 갖는 적어도 한 가지의 재료와 결합하여 에어로젤 결합물로 쉽게 형성할 수 있다. 따라서, 점도에 따라 액체 내지 젤리 형태를 갖는 에어로젤 결합물은 2차 가공이 용이하므로 에어로젤의 응용 범위를 크게 확대할 수 있다.According to the airgel binder manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention as described above, by combining the powdered airgel with at least one material having a necessary component it can be easily formed as an airgel binder. Therefore, the airgel binder having a liquid to jelly form according to the viscosity is easy to secondary processing, it is possible to greatly expand the application range of the airgel.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조방법에 의하면, 분말상의 에어로젤을 필요한 특성을 갖는 재료들과 결합하여 점도 있는 액체 내지 젤리 형태를 갖는 에어로젤 결합물로 쉽게 형성할 수 있다.In addition, according to the airgel binder manufacturing method according to an embodiment of the present invention, by combining the powdered airgel with the material having the necessary properties can be easily formed into an airgel binder having a viscous liquid to jelly form.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의한 에어로젤 결합물은 그 형태를 액체에서 젤리로 다양하게 할 수 있어 2차 가공이 용이하므로 블랭킷, 판상, 코팅재, 충진재 등 다양한 용도로 사용하기가 용이하다. In addition, the airgel combination according to an embodiment of the present invention can be used in various applications, such as a blanket, a plate, a coating material, a filler, etc. since the secondary processing is easy since the form can be varied from liquid to jelly.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치를 개략적으로 나타낸 단면도;
도 2는 도 1의 에어로젤 결합물 제조장치를 선 2-2에서 절단하여 개략적으로 나타낸 단면도;
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치를 개략적으로 나타낸 단면도;
도 4는 도 3의 에어로젤 결합물 제조장치를 선 4-4에서 절단하여 개략적으로 나타낸 단면도;
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치를 개략적으로 나타낸 단면도;
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조방법의 순서도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing an airgel binder manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing the airgel binder manufacturing apparatus of Figure 1 cut in line 2-2;
Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing an airgel combined production apparatus according to another embodiment of the present invention;
4 is a schematic cross-sectional view of the airgel binder manufacturing apparatus of FIG. 3 taken along line 4-4;
Figure 5 is a schematic cross-sectional view showing an airgel combined production apparatus according to another embodiment of the present invention;
Figure 6 is a flow chart of a method for manufacturing an airgel combination according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the embodiments described below are provided for illustrative purposes only, and that the present invention may be embodied with various modifications and alterations. However, in the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known functions or components may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description and the detailed illustration will be omitted. In addition, the accompanying drawings may be exaggerated in some of the dimensions of the components rather than being drawn to scale to facilitate understanding of the invention.
도 1, 도 3, 도 5에서 에어로젤, 광물섬유, 무기바인더, 유리섬유, 세라믹, 해포석, 벤토나이트(bentonite), 기타 무기 소재 종류가 덩어리로 액체(L)에 잠겨있는 형태로 도시되어 있으나, 이는 상기의 재료들이 액체에 존재한다는 것을 개념적으로 보여주기 위한 것이며, 상기의 재료들은 액체와 혼합되어 있다. 따라서, 이하의 설명에서는 상기의 재료들이 액체와 석여 있는 상태를 기준으로 하여 설명한다. 1, 3, and 5, aerogels, mineral fibers, inorganic binders, glass fibers, ceramics, symmetrical stones, bentonite, and other inorganic material types are shown in a form submerged in liquid L as a lump. It is intended to conceptually show that the materials are present in the liquid, which materials are mixed with the liquid. Therefore, in the following description, the above materials will be described on the basis of the state in which the liquid and the liquid.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 에어로젤 결합물 제조장치를 선 2-2에서 절단한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing an airgel binder production apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken in the line 2-2 of the airgel binder production apparatus of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치(1)는 혼합 탱크(10), 공기분사노즐(20), 에어로젤 결합수단(30)을 포함할 수 있다.1 and 2, the airgel
혼합 탱크(10)는 에어로젤 결합물이 될 분말 상 또는 입자상의 에어로젤 및 다른 재료를 담는 것으로서, 속이 빈 원통 형상으로 밀폐되도록 형성된다. 따라서, 혼합 탱크(10)는 측벽(11)의 상단에 분리 가능하게 결합되는 뚜껑(17)을 포함한다. 뚜껑(17)은 혼합 탱크(10)의 측벽(11)에 밀폐되게 결합된다. 또한, 혼합 탱크(10)는 바닥의 형상을 고압의 공기를 분사하여 분말 상 에어로젤을 에어로젤 결합물로 만들기에 적합한 형상으로 형성하는 것이 좋다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 혼합 탱크(10)의 바닥면(13)을 바깥쪽으로 볼록한 곡면 형상으로 형성할 수 있다. 여기서 에어로젤 결합물은 분말 상의 에어로젤과 적어도 한 가지의 재료 및 액체가 결합되어 형성된 것으로서, 액체의 농도에 따라 액체 상태에서 젤리(jelly) 상태까지 다양한 점도를 갖는 물질로 형성되어 변형이 용이하며, 2차 가공에 의해 각 성분들로 쉽게 분해되지 않도록 서로 결합되어 있는 형태를 말한다. 따라서, 에어로젤 결합물은 에어로젤 결합물을 만들기 위해 사용되는 액체보다 점도가 높다. The
혼합 탱크(10)의 내부에는 분말 또는 입자 형태의 에어로젤, 제조될 에어로젤 결합물에 필요한 성분을 포함하는 적어도 한 가지의 재료, 및 액체(L)가 담겨 있다. 액체(L)로는 물이 사용될 수 있다.The interior of the
에어로젤 이외의 적어도 한 가지 재료는 제조될 에어로젤 결합물에 사용자가 원하는 특성을 주고 분말 상의 에어로젤이 액체 및 다른 재료와 결합되어 에어로젤 결합물로 형성되도록 하기 위한 것으로서, 세라믹, 방수재, 유리섬유, 광물섬유, 해포석, 바인더, 질석, 벤토나이트, 비석면성 무기재료, 페인트를 포함할 수 있다. 적어도 한 가지의 재료는 액체(L)에 혼합될 수 있도록 비드 상 또는 분말(입자) 상으로 형성된다. At least one material other than the airgel is intended to give the user the desired properties to the airgel combination to be produced and to allow the powdered airgel to be combined with liquids and other materials to form an airgel blend, which is ceramic, waterproof, glass fiber and mineral fiber. , Pulverized stone, binder, vermiculite, bentonite, non-asbestos inorganic material, paint. At least one material is formed in a bead phase or a powder (particle) phase so that it can be mixed into the liquid (L).
에어로젤 결합물을 형성하기 위해 사용되는 에어로젤, 액체, 및 다른 재료의 혼합 중량비는 다음과 같이 할 수 있다. The mixing weight ratio of the airgel, liquid, and other materials used to form the airgel combination can be as follows.
에어로젤 분말 ; 1% ~ 88%Airgel powder; 1% to 88%
물(액체) ; 10% - 97%Water (liquid); 10%-97%
무기바이더 ; 1% ~ 88%Weapon provider; 1% to 88%
광물섬유 : 0% - 87%Mineral Fibers: 0%-87%
유리섬유 : 0% - 87%Fiberglass: 0%-87%
해포석 : 0% - 87%Meteorite: 0%-87%
세라믹섬유 : 0% ~ 87%,Ceramic fiber: 0% ~ 87%,
벤토라이트 : 0% ~ 87%Bentorite: 0% ~ 87%
기타 무기 소재류 ; 1% ~ 88%Other inorganic materials; 1% to 88%
액체(L)의 농도를 조절하면, 에어로젤 결합물 제조장치(1)에 의해 형성되는 에어로젤 결합물의 점도를 조절할 수 있다. 예를 들면, 에어로젤 결합물을 점도가 묽은 액상으로 하려면 액체 탱크(10)에 넣는 액체(L)의 농도를 크게 하고, 점도가 높은 젤리 형태로 하려면 액체의 농도를 작게 하는 것이다. By adjusting the concentration of the liquid (L), it is possible to adjust the viscosity of the airgel binder formed by the airgel binder manufacturing apparatus (1). For example, in order to make the aerogel mixture into a liquid having a low viscosity, the concentration of the liquid L to be put in the
공기분사노즐(20)은 고압의 공기를 에어로젤 결합수단(30)을 향해 분사하는 것으로서, 혼합 탱크(10)에 설치된다. 공기분사노즐(20)은 도 1에 도시된 바와 같이 혼합 탱크(10)의 측벽(11)에 적어도 한 개가 설치될 수 있다. 본 실시 예의 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이 3개의 공기분사노즐(20)이 일정한 간격으로 혼합 탱크(10)의 바닥면(13)에 설치된 에어로젤 결합수단(30)을 향해 하향 경사(α, 도 1 참조)지도록 배치되어 있다. 또한, 복수 개의 공기분사노즐(20)은 혼합 탱크(10)의 측벽(11)에 대해 경사지게 설치하는 것이 좋다(도 2의 θ). 그러면, 혼합 탱크(10)의 측벽(11)에 경사지게 설치된 복수 개의 공기분사노즐(20)에서 분사되는 고압 공기(25)에 의해 혼합 탱크(10)의 내부에 있는 액체(L)가 경사방향으로 선회(도 2의 화살표)하므로, 에어로젤과 다른 재료들이 균일하게 혼합될 수 있다. 또한, 공기분사노즐(20)에는 도 1과 같이 고압의 공기를 공급하는 고압 공기 발생장치(22)가 연결되어 있다. 도 2에서는 공기분사노즐(20)만을 도시하였으나, 3개의 공기분사노즐(20)에는 모두 고압의 공기를 공급하는 고압 공기 발생장치(22)가 연결되어 있다. 이 고압 공기 발생장치(22)는 일반적인 것이므로 상세한 설명을 생략한다. 또한, 여기서 고압의 공기는 에어로젤 결합수단(30)을 통과할 때, 에어로젤과 적어도 한 가지 재료 및 액체를 에어로젤 결합물로 형성할 수 있는 정도의 압력을 가진 공기의 흐름을 말한다. The
에어로젤 결합수단(30)은 혼합 탱크(10)의 내부에 공기분사노즐(20)과 일대 일로 대응되는 개수로 설치될 수 있다. 본 실시 예의 경우에는 공기분사노즐(20)이 혼합 탱크(10)의 측벽(11)에 3개가 설치되므로, 에어로젤 결합수단(30)도 3개의 공기분사노즐(20)과 일대 일로 대응되도록 혼합 탱크(10)의 바닥면(13)에 3개가 설치된다. The airgel coupling means 30 may be installed in a number corresponding to one-to-one with the
또한, 에어로젤 결합수단(30)은 공기분사노즐(20)에서 분사되는 고압 공기(25)가 통과할 수 있는 통로를 포함하는 형상으로 형성된다. 즉, 에어로젤 결합수단(30)은 외측 표면에 고압의 공기와 에어로젤, 적어도 한 가지의 재료, 및 액체가 에어로젤 결합수단(30)의 내부로 들어가거나 그 내부에서 나올 수 있는 외측 구멍들이 형성되고, 내부에는 외측 구멍들을 통해 인입된 고압 공기와 에어로젤, 적어도 한 가지 재료, 및 액체가 통과할 수 있는 복잡한 경로를 포함하도록 형성된다. 예를 들면, 에어로젤 결합수단(30)은 고압의 공기에 의해 변형되거나 파손되지 않는 강성이 있는 다공성부재로 형성될 수 있다. 다공성부재(30)는 굵은 금속 또는 유리로 된 나선형 장치, 스프링 형태로 뭉쳐진 금속 또는 비철 금속, 스프링, 철수세미, 뭉쳐진 철사 등을 포함할 수 있다. In addition, the airgel coupling means 30 is formed in a shape including a passage through which the
따라서, 공기분사노즐(20)에서 분사된 고압 공기(25)가 에어로젤 결합수단(30)을 통과할 때, 에어로젤 결합수단(30)의 주변에 있던 에어로젤, 적어도 한 가지의 재료, 및 액체가 고압 공기(25)와 함께 에어로젤 결합수단(30)을 통과하여 고압 공기(25)가 입사되는 쪽과 반대쪽에서 거품(F)이 발생하게 된다. 이 거품(F)이 액체(L)보다 점도가 높은 에어로젤 결합물이다. 즉, 고압 공기와 함께 에어로젤, 적어도 한 가지 재료 및 액체(L)가 에어로젤 결합수단(30)을 통과하는 동안, 분말 상 에어로젤, 적어도 한 가지 재료 및 액체(L)가 서로 결합되어 에어로젤 결합물이 생성되고, 이것이 에어로젤 결합수단(30)으로부터 거품(F)처럼 외부로 배출된다. Therefore, when the
이상의 실시 예에서는 공기분사노즐(20)과 에어로젤 결합수단(30)이 일대 일로 대응되도록 구성되었으나, 에어로젤 결합물 제조장치(1)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예로서 도시하지는 않았지만 한 개의 에어로젤 결합수단(30)에 복수 개의 공기분사노즐(20)이 대응되도록 설치될 수 있다. 예를 들면, 공기분사노즐(20)을 혼합 탱크(10)의 측벽(11)에 3개 설치하고, 상기 3개의 공기분사노즐(20)이 혼합 탱크(10)의 바닥(13)에 설치된 한 개의 에어로젤 결합수단에 고압 공기를 분사하도록 설치할 수 있다. In the above embodiment, the
이하, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치(100)를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3의 에어로젤 결합물 제조장치(100)를 선 4-4에서 절단하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.Hereinafter, an airgel binder manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention will be described. 3 is a cross-sectional view schematically showing an airgel
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치(100)는 혼합 탱크(110), 공기분사노즐(120), 에어로젤 결합수단(130)을 포함할 수 있다.3 and 4, the airgel
혼합 탱크(110)는 상술한 실시 예의 혼합 탱크(10)와 동일한 기능을 하는 것이나. 그 형상이 상이하다. 즉, 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치(100)의 혼합 탱크(110)는 바닥면(113)이 내측으로 오목하게 형성되며, 혼합 탱크(110)의 측벽(111)은 바닥면(113)에 인접하며 외측으로 돌출된 돌출부(115)를 포함하도록 형성된다. 혼합 탱크(110)의 측벽(111)의 상단에 뚜껑(117)이 밀폐되도록 설치된 것은 상술한 실시 예와 동일하다.
돌출부(115)는 에어로젤 결합수단(130)이 설치되는 곳으로서 일정한 곡률반경을 갖는 곡면으로 형성될 수 있다. 돌출부(115)는 혼합 탱크(110)의 전 둘레를 따라 형성되며, 돌출부(115)의 크기는 에어로젤 결합수단(130)이 설치되어 에어로젤 결합물을 효율적으로 형성할 수 있도록 정해질 수 있다. The
공기분사노즐(120)은 고압의 공기를 분사하는 것으로서 혼합 탱크(110)의 측벽(111)에 설치된다. 공기분사노즐(120)은 상술한 실시 예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 공기분사노즐(120)에는 고압의 공기를 공급하는 고압 공기 발생장치(125)가 연결된다. The
에어로젤 결합수단(130)은 혼합 탱크(110)의 돌출부(115)에 설치되며, 공기분사노즐(120)로부터 분사된 고압 공기(125)가 통과하면 에어로젤 결합물을 거품(F) 형태로 생성한다. 에어로젤 결합수단(130)은 몸통부(131)와 노즐부(132)를 포함하는 결합노즐로 형성될 수 있다. 몸통부(131)는 중공의 원통 형상으로 형성되며, 내부는 몸통부(131)를 2등분하는 격벽(133)이 형성되어 있다. 본 실시예의 경우에는 몸통부(131)의 내부 공간을 2등분하는 격벽(133)이 설치되어 있으나, 몸통부(131)의 내부 공간을 3등분, 4등분 또는 그 이상으로 등분하는 격벽(133)을 설치할 수도 있다. The airgel coupling means 130 is installed on the
노즐부(132)는 몸통부(131)의 일단에서 원추형으로 연장되며, 노즐부(132)의 선단에는 배출구(132a)가 형성되어 있다. 즉, 노줄부(132)는 몸통부(131)에서 연장되는 중공의 원뿔대 형상으로 형성된다. 노즐부(132)의 내부에는 나선형 통로가 형성되거나, 상술한 실시예와 유사한 다공성부재(미도시)가 설치될 수 있다. 따라서, 고압 공기(125)는 몸통부(131)의 입구(131a)로 인입되어 몸통부(131)와 노즐부(132)를 거쳐 노줄부(132)의 배출구(132a)로 배출된다. 고압 공기(125)가 몸통부 입구(131a)로 인입될 때 주변의 분말형 에어로젤, 적어도 한 가지의 재료, 및 액체(L)가 고압 공기(125)와 함께 몸통부(131)로 인입된다. 몸통부(131)와 노즐부(132)를 통과한 고압 공기(125)가 노즐부(132)의 배출구(132a)로 배출될 때, 에어로젤 결합물(F)이 거품 형태로 노즐부(132)의 배출구(132a)에서 배출된다. 즉, 분말형 에어로젤, 적어도 한 가지의 재료, 및 액체(L)가 고압 공기(125)와 함께 에어로젤 결합수단(130)을 통과할 때, 이들이 서로 결합되어 에어로젤 결합물(F)을 형성하게 된다. The
본 실시예의 경우에도 공기분사노즐(120)과 에어로젤 결합수단(130)은 일대 일로 대응되게 설치할 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 3개의 공기분사노즐(120)과 3개의 에어로젤 결합수단(130)이 일대 일로 대응되도록 설치할 수 있다. 따라서, 혼합 탱크(110)의 측벽(111)에 설치된 3개의 공기분사노즐(120)에서 고압의 공기가 분사되면, 3개의 에어로젤 결합수단(130)의 배출구(132a)에서는 에어로젤 결합물(F)이 거품 형태로 배출된다.Even in this embodiment, the
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치(200)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view schematically showing an airgel
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치(200)는 혼합 탱크(210), 구획판(240), 에어로젤 결합수단(230), 공기분사노즐(220)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the airgel
혼합 탱크(210)는 밀폐된 중공의 원통 형상으로 형성되며, 바닥(213)은 원추형으로 형성된다. 혼합 탱크(210)의 내부 공간은 뚜껑(217)에 의해 밀폐되어 있으며, 구획판(240)에 의해 2개의 공간(201,202)으로 구획된다. 혼합 탱크(210)의 상부 공간(201)은 에어로젤 결합물을 만들 원료들, 즉 분말 상의 에어로젤, 제조될 에어로젤 결합물에 원하는 특성을 주기 위한 적어도 한 가지의 재료, 및 액체(L)가 담기는 곳이다. 구획판(240)의 아래에 있는 혼합 탱크(210)의 하부 공간(202)은 에어로젤 결합수단(230)을 통과하면서 생성된 에어로젤 결합물이 담기는 공간이다. The
에어로젤 결합수단(230)은 구획판(240)을 관통하는 노즐 형상, 즉 원추 형상으로 형성된다. 따라서, 공기분사노즐(220)에서 분사된 고압 공기가 에어로젤 결합수단(230)인 노즐을 통과하면, 상부 공간(201)에 있던 분말 상 에어로젤과 적어도 한 가지 재료 및 액체(L)가 고압 공기와 함께 노즐(230)을 통과하면서 에어로젤 결합물을 형성하여 거품 형태로 하부 공간(202)으로 배출된다. 이를 위해 노즐(230)의 하단에는 노즐 지름 조절수단(235)이 더 설치될 수 있다. 노즐 지름 조절수단(235)은 최초 작업시에는 노즐(230)을 막고 있어 상부 공간(201)의 액체(L)나 에어로젤이 하부 공간(202)으로 이동하지 않도록 한다. 그 후, 공기분사노즐(220)에 의해 고압 공기가 노즐에 분사되면 노즐(230) 부근에 있던 분말 상 에어로젤, 다른 재료, 액체가 결합되어 에어로젤 결합물을 생성한다. 일정 량의 에어로젤 결합물이 생성되면 노즐 지름 조절수단(235)을 동작시켜 노즐(230)의 하단을 일정 지름으로 개방한다. 그러면, 에어로젤 결합물이 하부 공간(202)으로 배출되면서, 에어로젤 결합물이 계속 생성된다. The airgel coupling means 230 is formed in a nozzle shape penetrating the
공기분사노즐(220)은 구획판(240)에 형성된 에어로젤 결합수단(230)으로 고압의 공기를 분사할 수 있도록 구획판(240) 상측에 설치된다. The
혼합 탱크(210)의 하부 공간(202)의 하단에는 밸브(250)가 설치되어 있어, 하부 공간(202)에 담긴 에어로젤 결합물을 외부로 배출할 수 있다. The lower end of the
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조방법에 대해 설명한다. Hereinafter, referring to FIG. 6, an airgel binder manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described.
먼저, 도 1과 같은 혼합 탱크(10)에 일정 높이로 액체(L)를 채운 후, 액체(L)에 분말 상의 에어로젤과, 원하는 특정 성질을 발휘할 수 있는 성분을 포함하는 비드 상 또는 분말 상의 적어도 한 가지 재료를 혼합한다(S10). 이때, 액체(L)로는 물을 사용할 수 있다.First, the liquid L is filled to the
그 후, 혼합 탱크(10)에 설치된 공기분사노즐(20)을 통해 고압 공기(25)를 혼합 탱크(10)의 내부에 설치된 에어로젤 결합수단(30)을 향해 분사한다(S20). Thereafter, the
그러면, 공기분사노즐(20)로부터 분사된 고압 공기(25)에 의해 에어로젤 결합수단(30)의 주위에 있는 액체(L), 에어로젤, 적어도 한 가지 재료가 에어로젤 결합수단(30)으로 인입된다. 인입된 액체, 에어로젤, 및 적어도 한 가지 재료는 에어로젤 결합수단(30)의 내부 통로를 통과하는 동안 서로 결합되어 에어로젤 결합물을 형성한다(S30). 그 후, 에어로젤 결합물(F)은 거품 형태로 에어로젤 결합수단(30)에서 배출된다.Then, the liquid L, the airgel, and at least one material around the airgel coupling means 30 are introduced into the airgel coupling means 30 by the
이상에서는 일 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치(10)를 이용하여 에어로젤 결합물을 제조하는 방법에 대해 설명하였으나, 이 제조방법은 다른 실시 예에 의한 에어로젤 결합물 제조장치(100,200)에도 동일하게 적용될 수 있다. In the above, the method for manufacturing the airgel binder using the airgel
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 에어로젤 결합물 제조장치 및 에어로젤 결합물 제조방법에 의하면, 분말 상 에어로젤이 그 특성을 유지하면서 액체 상태에서 젤리 상태까지의 다양한 점도를 갖는 에어로젤 결합물로 용이하게 형성된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 분말 상 에어로젤을 원하는 특성을 갖는 에어로젤 결합물로 용이하게 제조할 수 있다. 본 발명에 의한 에어로젤 결합물은 블랭킷, 성형, 코팅, 충진 등 다양한 형태로 응용하는 것이 용이하다. As described above, according to the airgel binder production apparatus and the airgel binder production method according to the present invention, the powdery airgel is easily formed into an airgel binder having various viscosities from a liquid state to a jelly state while maintaining its properties. do. Therefore, according to the present invention, the powdery airgel can be easily prepared into an airgel combination having desired properties. The airgel binder according to the present invention can be easily applied in various forms such as blanket, molding, coating, filling and the like.
상기에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.The invention has been described above in an illustrative manner. The terms used herein are for the purpose of description and should not be construed as limiting. Various modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings. Therefore, unless otherwise indicated, the present invention may be practiced freely within the scope of the claims.
1,100,200; 에어로젤 결합물 제조장치
10,110,210; 혼합 탱크 11,111,211; 측벽
13,113,213; 바닥면 115; 돌출부
20,120,220; 공기분사노즐 30,130,230; 에어로젤 결합수단1,100,200; Airgel Binder Manufacturing Equipment
10,110,210; Mixing tanks 11,111,211; Side wall
13,113,213;
20,120,220; Air spray nozzles 30,130,230; Airgel Coupling Means
Claims (16)
상기 혼합 탱크에 설치되며, 고압의 공기를 분사하는 적어도 한 개의 공기분사노즐; 및
상기 혼합 탱크의 내부에 상기 적어도 한 개의 공기분사노즐에서 분사되는 고압 공기가 통과하도록 설치된 적어도 한 개의 에어로젤 결합수단;을 포함하며,
상기 적어도 한 개의 공기분사노즐에서 분사된 고압 공기가 상기 에어로젤 결합수단을 통과하면, 상기 고압 공기와 함께 상기 에어로젤 결합수단을 통과하는 상기 분말 형태의 에어로젤, 적어도 한 가지의 재료 및 액체가 결합되어 에어로젤 결합물이 생성되는 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조장치.A mixing tank having a cylindrical shape and having an airgel in powder form, at least one material containing necessary components, and a liquid;
At least one air spray nozzle installed in the mixing tank and spraying high pressure air; And
And at least one airgel coupling means installed to pass the high pressure air injected from the at least one air injection nozzle into the mixing tank.
When the high pressure air injected from the at least one air jet nozzle passes through the airgel coupling means, the airgel of the powder form passing through the airgel coupling means together with the high pressure air, at least one material and liquid are combined to form an airgel Airgel binder manufacturing apparatus characterized in that the binder is produced.
상기 액체는 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조장치.The method of claim 1,
And the liquid comprises water.
상기 적어도 한 가지 재료는 세라믹, 방수재, 유리섬유, 광물섬유, 해포석, 바인더, 질석, 비석면성 무기재료, 페인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조장치.The method of claim 1,
The at least one material comprises a ceramic, waterproof material, glass fiber, mineral fiber, haemulseok, binder, vermiculite, non-asbestos inorganic material, paint apparatus, characterized in that it comprises a paint.
상기 공기분사노즐은 상기 혼합 탱크의 측벽에 3개가 설치되며,
상기 에어로젤 결합수단은 상기 3개의 공기분사노즐과 대응되도록 상기 혼합 탱크의 바닥면에 3개가 설치된 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조장치.The method of claim 1,
Three air spray nozzles are installed on the side wall of the mixing tank,
The airgel coupling means is an airgel combined production device, characterized in that three installed on the bottom surface of the mixing tank to correspond to the three air spray nozzles.
상기 공기분사노즐은 상기 혼합 탱크의 측벽에 3개가 설치되며,
상기 3개의 공기분사노즐이 한 개의 에어로젤 결합수단에 고압 공기를 분사하도록 설치된 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조장치.The method of claim 1,
Three air spray nozzles are installed on the side wall of the mixing tank,
The three air-jet nozzles are installed in the airgel combination, characterized in that to install a high pressure air to the airgel coupling means.
상기 혼합 탱크의 바닥면은 바깥쪽으로 볼록한 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조장치.The method of claim 1,
The bottom surface of the mixing tank is an airgel combined production apparatus, characterized in that formed in the convex shape to the outside.
상기 혼합 탱크의 바닥면은 내측으로 오목하게 형성되며,
상기 혼합 탱크의 측벽은 상기 바닥면에 인접하며 외측으로 돌출된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조장치.The method of claim 1,
The bottom surface of the mixing tank is formed concave inward,
The side wall of the mixing tank is aerogel combined production apparatus, characterized in that it comprises a protrusion protruding outward adjacent to the bottom surface.
상기 에어로젤 결합수단은 상기 돌출부에 위치하는 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조장치.The method of claim 7, wherein
The airgel coupling means is an airgel combined production device, characterized in that located on the protrusion.
상기 에어로젤 결합수단은 강성이 있는 다공성부재인 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조장치.The method of claim 1,
The airgel coupling means is an airgel combined production device, characterized in that the rigid member is porous.
상기 다공성부재는 나선형 장치, 스프링 형태의 뭉쳐진 금속 또는 비금속, 철 수세미, 뭉쳐진 철사를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조장치.The method of claim 1,
The porous member is a spiral device, agglomerated metal or non-metallic in the form of a spring, iron scrubber, agglomeration wire manufacturing apparatus, characterized in that it comprises a wire.
상기 에어로젤 결합수단은 결합노즐을 포함하며,
결합노즐은 고압 공기가 인입되는 중공의 원통 형상의 몸통부; 및
상기 몸통부에서 중공의 원뿔대 형상으로 연장되며, 상기 고압 공기와 함께 에어로젤 결합물이 배출되는 노즐부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조장치.The method of claim 1,
The airgel coupling means includes a coupling nozzle,
The coupling nozzle is a hollow cylindrical body portion through which high pressure air is introduced; And
And a nozzle portion extending from the body portion to a hollow truncated cone shape and discharging an airgel mixture together with the high pressure air.
상기 혼합 탱크의 내부에 설치되며, 상기 혼합 탱크를 상부 공간과 하부 공간으로 구획하는 구획판을 더 포함하며,
상기 에어로젤 결합수단은 상기 구획판을 관통하는 노즐 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조장치.The method of claim 1,
It is installed inside the mixing tank, further comprising a partition plate for partitioning the mixing tank into the upper space and the lower space,
The airgel combining means is an airgel combined production device, characterized in that formed in the shape of a nozzle penetrating the partition plate.
상기 하부 공간은 에어로젤 결합물을 배출하는 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조장치.13. The method of claim 12,
The lower space is an airgel combination manufacturing apparatus, characterized in that a valve for discharging the airgel combination is installed.
고압 공기를 혼합 탱크의 내부에 설치된 에어로젤 결합수단을 향해 분사하는 단계; 및
고압 공기에 의해 상기 에어로젤 결합수단으로 인입된 상기 액체, 에어로젤, 적어도 한 가지의 재료가 결합되어 에어로젤 결합물로 형성되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물 제조방법.Placing at least one material in a mixing tank comprising a liquid, an airgel in powder, and a required component;
Injecting high pressure air toward the aerogel coupling means installed in the mixing tank; And
And a liquid, airgel, and at least one material introduced into the airgel coupling means by the high pressure air to form an airgel combination. 2.
상기 액체는 물을 포함하며,
상기 적어도 한 가지 재료는 세라믹, 방수재, 유리섬유, 광물성, 해포석, 바인더, 질석, 비석면성 무기재료, 페인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로젤 결합물.
The method of claim 15,
The liquid comprises water,
Wherein said at least one material comprises a ceramic, a waterproofing material, a glass fiber, a mineral, a pulverized stone, a binder, vermiculite, a non-asbestos inorganic material, a paint.
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