KR20180019353A

KR20180019353A - 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20180019353A
Application number: KR1020160103595A
Authority: KR
Inventors: 정래옥; 정종옥
Original assignee: 정래옥; 정종옥
Priority date: 2016-08-16
Filing date: 2016-08-16
Publication date: 2018-02-26

Abstract

가정 또는 영업용으로 사용하는 LP(liquefied petroleum) 가스의 완전 연소를 위해 일반 가정용 LP 가스 공급관에 장착되는 세라믹 제품 및 그 제조방법에 관한 것으로, (a) 세라믹 제품을 형성하기 위한 재료로서, 형태유지용으로 점토, 고온소성 경도 및 강도용으로 고령토, 음이온생성용으로 옥, 융점 조정용으로 탄화규소, 마찰력 상쇄용으로 질화규소, 음이온 증폭용으로 알루미나, 전도성 고열증폭용으로 사마륨, 3가 화합물 생성용으로 이트륨, 증폭용으로 네오디뮴, 응집용으로 산화철 및 음이온 생성용으로 지르코니아를 마련하는 단계, (b) 상기 세라믹 제품의 표면색상용으로 장석과 규석, 부식 방지용으로 바륨 및 표면보호착색용으로 산화세륨과 물을 교반하여 유약을 마련하는 단계, (c) 상기 단계 (a)에서 마련된 재료를 혼합 분쇄하여 교반 숙성하여 세라믹 조성물을 마련하는 단계, (d) 상기 단계 (c)에서 마련된 세라믹 조성물을 성형틀에 투입하여 1차 소성하는 단계, (e) 상기 단계 (d)에서 소성된 세라믹 제품에 상기 단계 (b)에서 마련된 유약을 도포하는 단계, (f) 상기 단계 (e)에서 유약이 도포된 세라믹 제품을 2차 소성하는 단계를 포함하는 구성을 마련하여, 불완전 연소로 인하여 발생하는 일산화탄소량과 냄새 등을 줄이므로, 사용자의 고민거리인 두통과 냄새를 없앨 수 있다.

Description

가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품 및 그 제조방법{Ceramic product for complete combustion of gas and manufacturing methods thereof}

본 발명은 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 가정 또는 영업용으로 사용하는 LP(liquefied petroleum) 가스의 완전 연소를 위해 일반 가정용 LP 가스 공급관에 장착되는 세라믹 제품 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 가스기기나 석유기기 사용 시 불완전 연소한 일산화탄소 등의 유해가스로 인하여 두통, 구토, 현기증 및 신경마비 등의 고통과 신체장애가 유발되는 것으로 알려졌다. 또 주방에서 사용하는 각종 주방용기나 보일러 제품 등에 코팅되는 합성 수지계 내열 코팅제는 오염이 잘되고, 제조시 환경유해 물질이 다량 배출될 뿐 아니라, 화재 발생시 유해가스가 다량 배출되는 문제점이 있었고, 또한 음식조리를 위하여 가스기기나 석유기기 등을 사용하여 가열시 불완전 연소로 인하여 발생되는 CO 가스 등의 유해가스를 제거할 수 있는 기능이 없기 때문에 조리 과정이나 보일러 사용 과정에서 사용자가 유해가스에 직접 노출됨으로써, 사용자에게 안전한 사용환경을 제공할 수 없는 문제점이 있었다.

한편, LPG(liquefied petroleum gas)는 프로판가스(liquefied propane gas)로 알려졌다. 석유 채굴 시 유전에서 원유와 함께 천연가스가 분출하는데 이것을 －200℃에서 냉각, 혹은 상온에서 7~10기압의 고압으로 압축하여 액화시킨 연료이다.

LPG의 주성분은 프로판(C₃H₈) 이외에 프로필렌(C₃H₆), 부탄(C₄H₁₀), 부틸렌 등이며, 발열량이 다른 연료에 비해 높다. LPG는 액화 및 기화가 용이하고, 기체가 액체로 변하면 체적이 작아진다. 상온(15℃)하에서 액화하면 프로판은 1/260의 부피로, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장과 운송에 편리하다. 또 부탄은 자동차 연료(택시, 승합차 등), 난방, 이동용 버너 연료 등으로 사용되고, 프로판은 주로 취사용으로 사용되며 아파트 등 대형 건물의 난방, 산업체의 공업용 등으로도 쓰인다.

이러한, LPG는 원래 무색, 무취이나 질식 및 화재 등의 위험성 또는 환각의 위험성 때문에 쉽게 식별할 수 있는 냄새를 화학적으로 첨가한다. 산소 소모가 많기 때문에 밀폐된 공간에서의 사용이 위험하고, 흡입하게 되면 뇌의 산소공급 부족으로 환각 현상을 일으킨다. 또 LP 가스의 불완전 연소로 인해 밀폐된 공간에서의 폐해가 증가되고 있다.

즉, 불완전 연소(不完全燃燒, Incomplete Combustion)는 산소량이 부족하여 산화반응을 완전히 완료하지 못해 일산화탄소, 그을음, 카본 등과 같은 미 연소물이 생기는 연소 현상을 말한다. 이 불완전 연소는 공기와의 접촉 및 혼합이 불충분할 때, 과대한 가스량 또는 필요량의 공기가 없을 때, 배기가스의 배출이 불량할 때, 불꽃이 저온 물체에 접촉되어 온도가 내려갈 때 발생하게 된다.

이와 같은 불완전 연소에 의해 사용 연료의 낭비(가스 낭비), 열효율 감소, 연소냄새발생, 그을음 발생, 두통 등이 발생하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 내지 3 등에 개시되어 있다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 광촉매 산화물로서 TTIP(티타늄 테트라 이소 프로폭시드), IPA(이소 프로필 알콜), MTMS(메틸 트리 메톡시실란) 또는 TiO2(이산화티탄) 중 어느 하나 이상의 산화물과, 증류수 및 산을 포함하고, 용제로서 BC(부틸 셀로솔브), 증점제를 포함하는 광촉매 조성물 및 연소 촉매 산화물로서 MnOx(망간 산화물), 홉칼라이트(Cu-Mn 혼합물), Pt(백금)화합물, 및 전이금속 화합물 중 어느 하나의 혼합물을 포함하는 연소촉매 조성물로 구성하되, 상기 연소 촉매 산화물은 상기 광촉매 조성물과 연소촉매 조성물을 포함한 총 중량대비 0.5~3중량% 함유하고, 상기 광촉매 조성물은 광촉매 산화물로서 TTIP(티타늄 테트라 이소 프로폭시드) 10~30중량%, IPA(이소 프로필 알콜) 20~40중량%, TiO2(이산화티탄) 2~10중량%, 증류수 10~25중량%, 산 1.5~2중량%를 포함하고, 용제로서 BC(부틸 셀로솔브) 3~10중량%, 증점제 0.2~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 및 광촉매성 세라믹 코팅제 조성물에 대해 개시되어 있다.

또 하기 특허문헌 2에는 이산화규소(SiO2) 100중량부에 대해 알루미나(Al2O3) 30-40중량부, 산화리튬(Li2O) 3-8중량부, 산화마그네슘(MgO) 0.7-1.7중량부, 산화나트륨(Na2O) 0.1-0.8중량부 및 산화칼륨(K20) 0.7-1.7중량부로 조성된 세라믹 조성물을 제조하는 공정, 상기 세라믹 조성물을 금형틀에 넣고 프레스를 이용하여 금형틀을 가압하여 세라믹 버너 헤드를 성형하는 공정, 상기의 세라믹 버너헤드를 자연 건조 후, 건조실에서 강제 건조시키는 공정, 상기 건조된 세라믹 버너헤드를 소성로에서 1차 소성하는 공정, 슬러리 형태의 저열팽창 유약을 세라믹 버너헤드에 도포, 건조 및 2차 소성하는 공정을 포함하는 저열팽창 세라믹 버너헤드의 제조방법에 대해 개시되어 있다.

또한, 하기 특허문헌 3에는 생활 도자기, 장식용 자기, 각종 건자재 및 액세서리를 포함하는 요업 제품으로서, 상기 요업제품의 성형물 표면에 도포하는 유약은 이를 구성하는 유약 원료에 천연 인산광물 나노 파우더를 추가함으로써 음이온 발생, 항균, 살균, 탈취, 방오, 공기정화 및 수질정화 기능을 제공하도록 하되, 상기 유약 원료는 장석, 규석, 석회석 및 카오린의 금속재료와 산화물인 규산 지르콘, 아연화, 프리트를 포함하는 구성이고, 상기 천연 인산광물 나노 파우더는 규소(Si), 알루미늄(Al), 인(P), 칼슘(Ca), 철(Fe), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 란탄(La), 세륨(Ce), 네오디뮴(Nd) 및 토륨(Th)을 포함하는 요업제품에 대해 개시되어 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1341250호(2013.12.06 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-0756285호(2007.08.31 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-0711841호(2007.04.19 등록)

그러나 상술한 바와 같은 종래의 기술에서는 촉매에 배출가스를 접촉시키거나 매연 여과장치로 입자상 물질(PM)을 포집하는 장치를 장착하는 것으로서, 그 제조 비용이 증가할 뿐만 아니라, 장착하는 과정이 번잡하다는 문제가 있었다.

또 가스의 품질, 예를 들어 가정 등에서 사용하는 LP 가스의 품질이 저하되어 완전 연소가 이루어지지 않는 경우, 밀폐된 주방에서 CO 가스 등의 유해가스에 사용자가 직접 노출됨으로써, 사용자에게 안전한 사용환경을 제공할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 일반 가정용 가스관에 장착하여 완전연소를 실행하여 일산화탄소의 양을 줄이고 열효율을 높이며, 불완전 연소의 냄새를 제거하는 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 일반 가정용 가스관의 외부에 신속하고 용이하게 장착할 수 있고, 장착 즉시 효능을 발휘할 수 있는 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 세라믹 제품의 장착 후 고장이 없으며, 운영을 위한 AS를 필요로 하지 않으며, 가스레인지 등의 기기에 손상을 주지 않는 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 제조 방법은 LP(liquefied petroleum) 가스의 완전 연소를 유도하는 세라믹 제품을 제조하는 방법으로서, (a) 세라믹 제품을 형성하기 위한 재료로서, 형태유지용으로 점토, 고온소성 경도 및 강도용으로 고령토, 음이온생성용으로 옥, 융점 조정용으로 탄화규소, 마찰력 상쇄용으로 질화규소, 음이온 증폭용으로 알루미나, 전도성 고열증폭용으로 사마륨, 3가 화합물 생성용으로 이트륨, 증폭용으로 네오디뮴, 응집용으로 산화철 및 음이온 생성용으로 지르코니아를 마련하는 단계, (b) 상기 세라믹 제품의 표면색상용으로 장석과 규석, 부식 방지용으로 바륨 및 표면보호착색용으로 산화세륨과 물을 교반하여 유약을 마련하는 단계, (c) 상기 단계 (a)에서 마련된 재료를 혼합 분쇄하여 교반 숙성하여 세라믹 조성물을 마련하는 단계, (d) 상기 단계 (c)에서 마련된 세라믹 조성물을 성형틀에 투입하여 1차 소성하는 단계, (e) 상기 단계 (d)에서 소성된 세라믹 제품에 상기 단계 (b)에서 마련된 유약을 도포하는 단계, (f) 상기 단계 (e)에서 유약이 도포된 세라믹 제품을 2차 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 제조 방법에서, 상기 단계 (c)에서 상기 세라믹 조성물을 마련하는 단계는 (c1) 상기 점토, 고령토와 물을 투입하고 분쇄 및 교반을 실행하여 제1 조성물을 마련하는 단계, (c2) 상기 옥, 탄화규소, 질화규소, 사마륨, 산화철을 투입하고, 교반 및 숙성을 실행하여 제2 조성물을 마련하는 단계, (c3) 상기 알루미나, 지르코니아, 이트륨과 물을 투입하고, 교반 및 숙성을 실행하여 제3 조성물을 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 제조 방법에서, 상기 단계 (a)에서 상기 재료는 재료 100중량부에 대해 점토 30~50중량부, 고령토 5~15중량부, 옥 5~13중량부, 탄화규소 1.5~3.5중량부, 질화규소 1~3중량부, 사마륨 2~5중량부, 산화철 1~3중량부, 알루미나 10~15중량부, 지르코니아 3~7중량부, 이트륨 1~5중량부를 포함하고, 상기 단계 (b)에서 상기 유약은 유약 100중량부에 대해 상기 장석 2.5~4.5중량부, 규석 1.0~2.0중량부, 바륨 0.5~1.5중량부 및 산화세륨 1.0~2.0중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 제조 방법에서, 상기 제1 조성물은 15~25시간 동안 분쇄 및 교반을 실행하여 형성되고, 상기 제2 조성물은 10~15시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되고, 상기 제3 조성물은 65~80시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 제조 방법에서, 상기 단계 (a)에서 상기 재료는 재료 100중량부에 대해 점토 30중량부, 고령토 10중량부, 옥 9중량부, 탄화규소 2.5중량부, 질화규소 2중량부, 사마륨 4중량부, 산화철 2중량부, 알루미나 12중량부, 지르코니아 5중량부, 이트륨 3중량부를 포함하고,

상기 단계 (b)에서 상기 유약은 유약 100중량부에 대해 상기 장석 3.5중량부, 규석 1.5중량부, 바륨 1중량부 및 산화세륨 1.5중량부를 포함하고, 상기 제1 조성물은 20시간 동안 분쇄 및 교반을 실행하여 형성되고, 상기 제2 조성물은 12시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되고, 상기 제3 조성물은 72시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품은 LP(liquefied petroleum) 가스의 완전 연소를 유도하는 세라믹 제품으로서, 상술한 세라믹 제품의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품에서, 상기 세라믹 제품은 가스레인지에서 1.5m~2m 떨어진 LP 가스 공급관에 한 쌍으로 장착되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품 및 그 제조방법에 의하면, 불완전 연소로 버려지는 연료를 완전 연소로 유도하여 열효율을 높이고, 열효율이 상승함에 따라 조리시간이 짧아져 연료의 사용량도 줄일 수 있으며, 불완전 연소로 인하여 발생하는 일산화탄소량과 냄새 등을 줄이므로, 사용자의 고민거리인 두통과 냄새를 없앨 수 있다는 효과가 얻어진다.

또 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품 및 그 제조방법에 의하면, 장착 순간부터 효능을 발휘하여 그동안 누적된 카본을 서서히 줄여 장착 2~3주 후부터 최고의 효능을 갖게 할 수 있으며, 열효율의 상승으로 불꽃의 온도가 높아져 끓는점이 빨라지므로, 연료 사용량을 최소화할 수 있다는 효과도 얻어진다.

또 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품 및 그 제조방법에 의하면, 불완전 연소로 인해 발생하는 일산화탄소량이 적어 환경을 오염시키지 않으며, 연료의 효율을 높여 소비를 억제하므로, 지구 자원보호가 되고 배기가스 발생량을 줄이는 것에 의해 지구 환경보호를 실현할 수 있다는 효과도 얻어진다.

또 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품 및 그 제조방법에 의하면, 연료가 가장 연소가 잘되는 구조로 변환시키므로 연소시 발생하는 소음을 저감하고, 가스레인지로 연결된 공급용 금속 파이프에 1~2분이면 장착할 수 있으며, 장착 후 고장이 발생하지 않는다는 효과도 얻어진다.

또 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품 및 그 제조방법에 의하면, 가스 공급관에 장착하는 것에 의해 기능을 발휘하며, 가스레인지 등의 주변 기기에 영향을 끼치지 않으며, 성능의 변화와 고장이 없고, 세라믹 소재로 고열 소성 방식으로 제작되어 변형이 없으며, 제품가격이 저렴하여 경쟁력이 매우 높고, 생산성이 높다는 효과도 얻어진다.

도 1은 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 제조과정을 설명하는 공정도,
도 2는 도 1에 도시된 혼합, 교반, 숙성 단계를 구체적으로 설명하기 위한 공정도,
도 3은 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 사진,
도 4는 도 3에 도시된 세라믹 제품을 가스 공급관에 장착한 상태의 일 예를 나타내는 사진,
도 5는 도 3에 도시된 세라믹 제품을 가스 공급관에 장착한 상태의 다른 예를 나타내는 사진,
도 6은 비교를 위해 본 발명에 따른 세라믹 제품을 장착하지 않은 가스레인지에서 가스 연소 상태를 나타내는 사진,
도 7은 본 발명에 따른 세라믹 제품을 장착한 가스레인지에서 가스 연소 상태를 나타내는 사진.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명에서 사용하는 '세라믹 부품'은 본 발명에 따라 다수의 광물질이 혼합되어 소성된 부품을 의미한다.

이 세라믹 부품은 세라믹 부품 100중량부에 대해 점토 30 중량부, 고령토 10 중량부, 장석 3.5 중량부, 규석 1.5 중량부, 옥 9 중량부, NZK카올린 9 중량부, 탄화규소 2.5 중량부, 질화규소 2 중량부, 알루미나 12 중량부, 지르코니아 5 중량부, 바륨 1 중량부, 산화세륨 1.5 중량부, 군활석 1 중량부, 사마륨 4 중량부, 이트륨 3 중량부, 네오디뮴 3 중량부, 산화철 2 중량부를 포함하는 소지토를 조형, 사상, 건조 후 800~1000℃에서 소성(초벌)하는 것에 의해 마련된다.

상기 점토는 규소, 알루미늄과 물이 결합하여 점토 광물로서 본 발명에 따른 세라믹 부품의 조형시 그 형태를 유지하기 위해 사용되며, 고령토는 카올리나이트와 할로이사이트가 주성분으로 상기 세라믹 부품의 고온 소성시 경도 및 강도를 유지하기 위해 사용된다.

상기 장석과 규석은 본 발명에 따른 세라믹 부품의 표면 색상을 위해 마련되고, 옥은 음이온 생성을 위해 마련되며, NZK카올린은 함수규산 알루미늄으로서 세라믹 부품의 음이온을 증폭하기 위해 마련되며, 탄화규소는 세라믹 부품의 소성시 융점을 조정하기 위해 마련되며, 질화규소는 마찰력을 상쇄하기 위해 마련된다.

상기 알루미나는 세라믹 부품에서 음이온을 증폭하기 위해 마련되고, 지르코니아는 주로 요업용으로 사용되며 세라믹 부품에서의 전도성 음이온을 생성하기 위해 마련되고, 바륨은 알칼리토금속 금속원소로서 세라믹 제품의 부식을 방지하기 위해 마련되고, 산화 세륨은 세라믹 제품의 표면 보호 및 착색을 위해 적용된다.

상기 군활석은 규산염 광물로서, 세라믹 부품의 평활도를 유지하기 위해 적용되며, 사마륨은 높은 온도에서도 강한 자석의 성질을 유지하는 자석에 주로 사용되며 물과 반응하여 산화사마륨으로 산화되고 고열 증폭을 위해 마련되며, 이트륨은 고온에서 내부식성이고 내마모성이며 3가 화합물 생성을 위해 마련되고, 네오디뮴은 산소, 수소, 질소 및 할로겐과 직접 화합하며 발산을 증폭하기 위해 마련되며, 산화철은 세라믹 제품의 응집을 위해 마련된다.

이하, 상기와 같이 마련된 세라믹 부품을 적용하는 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 제조과정을 설명하는 공정도이고, 도 2는 도 1에 도시된 혼합, 교반, 숙성 단계를 구체적으로 설명하기 위한 공정도이다.

본 발명에 따른 LP 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 제조는 도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 세라믹 제품을 형성하기 위한 재료로서, 형태유지용으로 점토, 고온소성 경도 및 강도용으로 고령토, 음이온 생성용으로 옥, 융점 조정용으로 탄화규소, 마찰력 상쇄용으로 질화규소, 음이온 증폭용으로 알루미나, 전도성 고열증폭용으로 사마륨, 3가 화합물 생성용으로 이트륨, 증폭용으로 네오디뮴, 응집용으로 산화철 및 음이온 생성용으로 지르코니아를 마련한다(S10).

상기 단계 S10에서 상기 재료는 재료 100중량부에 대해 점토 30~50중량부, 고령토 5~15중량부, 옥 5~13중량부, 탄화규소 1.5~3.5중량부, 질화규소 1~3중량부, 사마륨 2~5중량부, 산화철 1~3중량부, 알루미나 10~15중량부, 지르코니아 3~7중량부, 이트륨 1~5중량부로 마련된다.

구체적으로 상기 재료는 재료 100중량부에 대해 점토 30중량부, 고령토 10중량부, 옥 9중량부, 탄화규소 2.5중량부, 질화규소 2중량부, 사마륨 4중량부, 산화철 2중량부, 알루미나 12중량부, 지르코니아 5중량부, 이트륨 3중량부로 마련된다.

다음에 세라믹 제품의 표면색상용으로 장석과 규석, 부식 방지용으로 바륨 및 표면보호착색용으로 산화세륨과 물을 약 1시간 교반하여 유약을 마련한다(S20).

상기 유약은 유약 100중량부에 대해 상기 장석 2.5~4.5중량부, 규석 1.0~2.0중량부, 바륨 0.5~1.5중량부 및 산화세륨 1.0~2.0중량부로 마련된다.

구체적으로 상기 유약은 유약 100중량부에 대해 상기 장석 3.5중량부, 규석 1.5중량부, 바륨 1중량부 및 산화세륨 1.5중량부로 마련된다.

다음에, 상기 단계 S10에서 마련된 재료를 혼합 분쇄하여 교반 숙성하여 세라믹 조성물을 마련한다(S30).

상기 세라믹 조성물은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 점토, 고령토와 물을 투입하고 분쇄 및 교반을 실행하여 제1 조성물을 마련한다(S31).

상기 제1 조성물은 상기 점토와 고령토의 합의 100중량부에 대해 물 25중량부를 혼합하고, 15~25시간 동안, 바람직하게는 20시간 동안 분쇄 교반기를 통해 분쇄 및 교반을 실행하여 형성된다. 이와 같은 교반은 점토와 고령토의 양에 따라 그 교반 속도가 가변되므로 특정 교반 속도에 한정되는 것은 아니다.

다음에 상기 제1 조성물에 대해 상기 옥, 탄화규소, 질화규소, 사마륨, 산화철을 투입하고, 교반 및 숙성을 실행하여 제2 조성물을 마련한다(S32).

상기 제2 조성물은 10~15시간 동안, 바람직하게는 12시간 동안 교반하고 숙성을 실행하여 형성된다.

또 상기 제2 조성물에 대해 상기 알루미나, 지르코니아, 이트륨과 물을 투입하고, 교반 및 숙성을 실행하여 제3 조성물을 마련한다(S32).

상기 제3 조성물은 상기 알루미나, 지르코니아과 이트륨의 합의 100중량부에 대해 물 10중량부를 혼합하고, 65~80시간 동안, 바람직하게는 72시간 동안 교반하고 숙성을 실행하여 형성된다.

다음에, 상기 단계 S30에서 마련된 세라믹 조성물을 성형틀에 투입하여(S40) 1차 소성한다.

이와 같은 성형틀은 예를 들어 일반 가정용 가스 공급관, 연료 공급관 등의 외부에 장착되는 구조에 대응하여 형성된다.

또 상기 1차 소성은 성형틀에서 세라믹 제품을 건조한 후 실행된다. 본 발명에서 건조 조건 및 1차 소성 온도 및 시간은 세라믹 제품의 크기 등에 따라 가변되므로, 특정 시간, 온도 등의 조건에 한정되는 것은 아니다.

이어서, 상기 단계 S50에서 소성된 세라믹 제품에 상기 단계 S20에서 마련된 유약을 도포한다(S60). 이와 같은 도포는 세라믹 제품의 형상에 따라 스프레이 도포, 직접 도포 등과 같은 방법을 적용할 수 있다.

다음에 상기 단계 S60에서 도포된 세라믹 제품에 대해 2차 소성을 실행한다. 이 2차 소성도 1차 소성과 마찬가지로, 세라믹 제품의 크기 등에 따라 가변되므로, 특정 시간, 온도 등의 조건에 한정되는 것은 아니다.

이어서, 상기 세라믹 제품에 상표 등을 인쇄하고(S80), 3차 소성을 실행한다(S90).

그 후 세라믹 제품에 대해 품질 검사를 하고 포장하고(S100), 출하하는 것에 의해 본 발명에 따른 세라믹 제품이 완성된다.

다음에 본 발명에 따른 세라믹 제품 및 이 세라믹 제품을 일반 가정용 가스관에 장착하는 상태에 대해 도 3 내지 도 5에 따라 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 사진이고, 도 4는 도 3에 도시된 세라믹 제품을 가스 공급관에 장착한 상태의 일 예를 나타내는 사진이며, 도 5는 도 3에 도시된 세라믹 제품을 가스 공급관에 장착한 상태의 다른 예를 나타내는 사진이다.

본 발명에 따른 세라믹 제품을 가스 공급관에 장착하는 경우, 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 상하 한 쌍으로 마련된 세라믹 제품을 1/2인치 스틸 파이프로 이루어진 가스 공급관의 외부에 예를 들어 케이블 타이로 장착한 경우, 공급 가스를 완전 연소로 유도한다.

즉, 가스레인지에서 1.5m~2m 떨어진 가스 공급관의 외부에 도 4에 도시된 바와 같이 상하 한 쌍으로 장착하는 것에 의해 공급 가스의 완전 연소를 유도하게 된다. 본 발명에 따른 세라믹 제품을 도 4에 도시된 바와 같이, 가스 공급관 외부에 부착하는 것으로 효력이 발생한다. 이와 같은 장착은 사용자가 가스레인지로 연결된 공급용 금속 파이프에 1~2분이면 장착할 수 있고, 장착 후 고장이 발생하지 않으며, 가스레인지 등의 주변 기기에 영향을 끼치지 않는다.

도 4에서는 가정용 가스 공급관에 장착된 예를 나타내었지만, 업소용으로 LP 가스의 사용량이 많은 경우, 도 5에 도시된 구조로 장착할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 세라믹 제품을 직각 또는 직선으로 이중으로 장착할 수 있다. 도 5에서는 본 발명에 따른 세라믹 제품의 장착의 다른 예를 나타낸 것으로 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 LP가스의 공급량에 따라, 또는 공급관의 직경에 따라 본 발명에 따른 세라믹 제품의 길이, 두께 등을 가변으로 제작할 수 있으며, 장착 개수를 증감할 수 있다.

본 발명에 따른 세라믹 제품은 고기능 세라믹을 주원료로 하여 품질이 저하된 LP 가스 또는 장기간 사용에 의해 가스레인지의 기능이 저하된 경우에도 연소될 LP 가스의 조건을 최적화하여 연료의 완전연소를 돕는다. 즉, 세라믹에서 방출되는 음이온과 자석의 전위차로 갈바닉 효과를 이끌어내어 양이온화되어 뭉쳐진 공기를 이온결합, 음이온화하여 정렬한다. 즉 본 발명에 따른 세라믹 제품을 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 가스 공급관 외부에 부착하는 것으로 효력이 발생한다.

본 발명에 따른 세라믹 제품을 가스 공급관에 장착하는 경우, 가스 공급관을 통한 가스의 공급시 분자 구조를 강화하여 가스의 완전 연소를 유도하게 한다. 즉 가스레인지의 사용시 가스를 최대 연소로 이끌어내어 불완전 연소로 인해 손실되는 연료를 최소화시킨다. 본 발명에 따른 세라믹 제품을 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 가스 공급관에 부착하면, 자석 성질을 갖은 증폭 장치에서 방출되는 8~14Hz의 파동이 가스의 분자구조를 정렬하고 미분하여 최대의 연소력을 이끌어낸다. 또 가스가 자기장과 세라믹 파동 발생 위치를 통과할 때 갈바닉 효과로 인해 가스의 극성 분자구조에 영향을 주어 연소가 가장 좋은 구조로 변환시킨다. 이것을 자성의 균질화라 하며 가스 연료가 완전 연소하도록 유도한다. 따라서, 완전연소는 탄소 배출량을 줄이고 열효율을 상승시켜 끓는 점이 빨라져 연료 사용량을 최소화 한다.

즉 도 6에 도시된 바와 같이, 산소량이 부족하거나 LP 가스의 품질이 저하되어 불완전 연소시 이산화탄소가 과다 발생하고, 그을음이 발생하며, 소음이 발생하여 과다한 연료를 사용하게 된다.

그러나 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세라믹 제품을 가스 공급관에 장착하면, 가스레인지에서 완전 연소로 되어 배기가스가 저감되고, 이에 따라 조리 시간이 빨라져서 연료의 소모량이 절감되고, 소음이 발생하지 않게 된다.

도 6은 비교를 위해 본 발명에 따른 세라믹 제품을 장착하지 않은 가스레인지에서 가스 연소 상태를 나타내는 사진이고, 도 7은 본 발명에 따른 세라믹 제품을 장착한 가스레인지에서 가스 연소 상태를 나타내는 사진이다.

본 발명에 따른 세라믹 제품을 가스 공급관에 장착한 경우, 도 6과 도 7에서 나타난 불꽃의 상태, 즉 본 발명에 따른 세라믹 제품의 장착 전에는 붉은색의 불꽃이 나타났지만, 본 발명에 따른 세라믹 제품의 장착 후에는 완전 푸른색의 불꽃만 유지되었다.

이에 따라 동일 용기로 물 10ℓ를 100℃로 가열하는 시간 및 연료를 대비한 결과, 도 6에 도시된 상태에 비해 본 발명에 따른 세라믹 제품을 장착한 도 7에 도시된 상태에서 LP 가스의 13% 절감율을 나타내었다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

즉 상기 설명에서는 본 발명에 따른 세라믹 제품을 가정용 LP가스 공급관에 장착하는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명에 따른 세라믹 제품은 발전소용 발전기, 산업용 보일러, 선박용 엔진, 농기계용 엔진 등 가스 공급을 주 연료로 사용하는 장비 등에도 적용할 수 있다.

본 발명에 따른 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품 및 그 제조방법을 사용하는 것에 의해 LP 가스의 물성을 최적의 상태로 만들어 완전 연소로 유도할 수 있다.

Claims

LP(liquefied petroleum) 가스의 완전 연소를 유도하는 세라믹 제품을 제조하는 방법으로서,
(a) 세라믹 제품을 형성하기 위한 재료로서, 형태유지용으로 점토, 고온소성 경도 및 강도용으로 고령토, 음이온생성용으로 옥, 융점 조정용으로 탄화규소, 마찰력 상쇄용으로 질화규소, 음이온 증폭용으로 알루미나, 전도성 고열증폭용으로 사마륨, 3가 화합물 생성용으로 이트륨, 증폭용으로 네오디뮴, 응집용으로 산화철 및 음이온 생성용으로 지르코니아를 마련하는 단계,
(b) 상기 세라믹 제품의 표면색상용으로 장석과 규석, 부식 방지용으로 바륨 및 표면보호착색용으로 산화세륨과 물을 교반하여 유약을 마련하는 단계,
(c) 상기 단계 (a)에서 마련된 재료를 혼합 분쇄하여 교반 숙성하여 세라믹 조성물을 마련하는 단계,
(d) 상기 단계 (c)에서 마련된 세라믹 조성물을 성형틀에 투입하여 1차 소성하는 단계,
(e) 상기 단계 (d)에서 소성된 세라믹 제품에 상기 단계 (b)에서 마련된 유약을 도포하는 단계,
(f) 상기 단계 (e)에서 유약이 도포된 세라믹 제품을 2차 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 제조 방법.
제1항에서,
상기 단계 (c)에서 상기 세라믹 조성물을 마련하는 단계는
(c1) 상기 점토, 고령토와 물을 투입하고 분쇄 및 교반을 실행하여 제1 조성물을 마련하는 단계,
(c2) 상기 옥, 탄화규소, 질화규소, 사마륨, 산화철을 투입하고, 교반 및 숙성을 실행하여 제2 조성물을 마련하는 단계,
(c3) 상기 알루미나, 지르코니아, 이트륨과 물을 투입하고, 교반 및 숙성을 실행하여 제3 조성물을 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 제조 방법.
제1항에서,
상기 단계 (a)에서 상기 재료는 재료 100중량부에 대해 점토 30~50중량부, 고령토 5~15중량부, 옥 5~13중량부, 탄화규소 1.5~3.5중량부, 질화규소 1~3중량부, 사마륨 2~5중량부, 산화철 1~3중량부, 알루미나 10~15중량부, 지르코니아 3~7중량부, 이트륨 1~5중량부를 포함하고,
상기 단계 (b)에서 상기 유약은 유약 100중량부에 대해 상기 장석 2.5~4.5중량부, 규석 1.0~2.0중량부, 바륨 0.5~1.5중량부 및 산화세륨 1.0~2.0중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 제조 방법.
제2항에서,
상기 제1 조성물은 15~25시간 동안 분쇄 및 교반을 실행하여 형성되고, 상기 제2 조성물은 10~15시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되고, 상기 제3 조성물은 65~80시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 제조 방법.
제2항에서,
상기 단계 (a)에서 상기 재료는 재료 100중량부에 대해 점토 30중량부, 고령토 10중량부, 옥 9중량부, 탄화규소 2.5중량부, 질화규소 2중량부, 사마륨 4중량부, 산화철 2중량부, 알루미나 12중량부, 지르코니아 5중량부, 이트륨 3중량부를 포함하고,
상기 단계 (b)에서 상기 유약은 유약 100중량부에 대해 상기 장석 3.5중량부, 규석 1.5중량부, 바륨 1중량부 및 산화세륨 1.5중량부를 포함하고,
상기 제1 조성물은 20시간 동안 분쇄 및 교반을 실행하여 형성되고, 상기 제2 조성물은 12시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되고, 상기 제3 조성물은 72시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품의 제조 방법.
LP(liquefied petroleum) 가스의 완전 연소를 유도하는 세라믹 제품으로서,
상기 청구항 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항의 세라믹 제품의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품.
제6항에서,
상기 세라믹 제품은 가스레인지에서 1.5m~2m 떨어진 LP 가스 공급관에 한 쌍으로 장착되는 것을 특징으로 하는 가스 완전 연소를 위한 세라믹 제품.