WO2022124763A1 - 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템 - Google Patents

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WO2022124763A1
WO2022124763A1 PCT/KR2021/018463 KR2021018463W WO2022124763A1 WO 2022124763 A1 WO2022124763 A1 WO 2022124763A1 KR 2021018463 W KR2021018463 W KR 2021018463W WO 2022124763 A1 WO2022124763 A1 WO 2022124763A1
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heating
unit
heating system
curing concrete
concrete
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고태훈
유한주
박준우
김창주
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한국철도기술연구원
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Definitions

  • the present invention relates to a uniform heating system for curing concrete.
  • a form is a temporary structure used until concrete hardens in the process of manufacturing a concrete structure. Since it is a temporary structure, it is common to separate it and reuse it when the concrete is cured. Concrete structures may be mass-produced at a factory or at a construction site depending on their type or need. Whether it is mass-produced at a factory or on-site, the formwork is absolutely necessary to accurately secure the shape and dimensions of the concrete structure.
  • a formwork is installed according to the type of concrete structure to be manufactured, a rebar assembly is installed therein, and then the concrete is poured and then cured.
  • the curing time In the manufacturing process of concrete structures using these formwork, the most important factor affecting the construction period is curing time. In other words, the longer the curing time, the longer the construction period, which causes the construction cost to increase. In particular, when the outside temperature is low, such as in winter or in a cold region, the curing time takes a long time, which increases the overall construction cost and makes it difficult to satisfy the delivery time due to the construction. Moreover, in winter, there is a problem in securing the quality of concrete due to delayed hydration reaction, etc., so additional additives are not used or concrete pouring itself is not performed.
  • the method of increasing the temperature using a heating wire requires additional complicated electrical work because the heating wire must be installed in the formwork, and also has a problem in that a huge amount of electricity is consumed because electricity must be continuously supplied to the heating wire.
  • the heating wire has to be dismantled, but there is a problem that the dismantling operation is complicated.
  • 10-2012-0031340 (Title of the invention: Formwork structure for tunnel concrete lining construction using a form that is heated by microwaves and a tunnel concrete lining construction method using the same) It is possible to shorten the construction period and production period of concrete structures according to concrete curing by raising the temperature of the formwork by microwave without using a huge amount of fossil fuels such as oil and gas to raise the temperature required for curing. A new technology has been proposed.
  • the present application is to solve the problems of the prior art described above, bridge foundations such as piers and abutments, slabs of buildings such as apartments or houses, office buildings, tunnel concrete linings, and bridge tops, girders, boxes, beams, culverts,
  • bridge foundations such as piers and abutments
  • slabs of buildings such as apartments or houses, office buildings, tunnel concrete linings, and bridge tops, girders, boxes, beams, culverts
  • the initial hydration time of the concrete poured inside the formwork is shortened.
  • the purpose of this is to provide a uniform heating system for concrete curing that can significantly shorten the construction period of concrete structures in environments with low outdoor temperatures, such as winter season and severe cold regions, and dramatically improve construction defects and workability.
  • the uniform heating system for curing concrete includes: a plurality of unit heating devices coupled to an outer panel of a concrete production form in a state of close contact with each other; and a power supply unit for supplying power to the plurality of unit heating devices, wherein the unit heating device includes: a body housing attached to a surface of a formwork panel and having a predetermined unit area; a gripper coupled to the upper surface of the body housing; and a planar heating heater coupled to the lower surface of the body housing.
  • the installation is completed only by attaching it to the concrete manufacturing form and supplying power, so the operation is very easy, and the hydration and hydration of concrete by the heat generated from the heating system without separately supplying curing cloth or steam It has the effect of promoting curing.
  • the uniform heating system for curing concrete according to the present invention can satisfy the quality of cured concrete, such as strength and durability, more than the required quality, and in particular, it is possible to ensure uniform heat generation and thus uniform quality.
  • FIG. 1 is a view in which a uniform heating system for curing concrete according to an embodiment of the present invention is mounted on an outer panel of a formwork.
  • FIG. 2 is a perspective view of a unit heating device of a uniform heating system for curing concrete according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a planar heating heater according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a heat distribution diagram of a conventional unit heating device and a unit heating device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a planar heating heater according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of a planar heating heater according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining the configuration of fixing the unit heat generating device to the formwork according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining a configuration of fixing a unit heat generating device to a formwork according to another embodiment of the present invention.
  • the present application relates to a uniform heating system for curing concrete.
  • FIG. 1 is a view of a uniform heating system for curing concrete according to an embodiment of the present invention is mounted on the outer panel of the formwork
  • Figure 2 is a unit heating device of the uniform heating system for curing concrete according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a perspective view of a planar heating heater according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view showing a heat distribution diagram of a conventional unit heating device and a unit heating device according to an embodiment of the present invention
  • 5 is a cross-sectional view of a planar heating heater according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a plan view of a planar heating heater according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a unit according to an embodiment of the present invention It is a view for explaining the configuration of fixing the heating device to the mold
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the configuration of fixing the unit heating device to the mold according to another embodiment of the present invention.
  • the uniform heating system 10 for curing concrete is a plurality of unit heating devices 100 that are coupled to each other in close contact with the surface of a concrete production form 20 made of a metal such as aluminum or steel to generate heat. ) and a power supply unit 200 for supplying power to the plurality of unit heat generating devices 100 .
  • a plurality of unit heating devices 100 are attached to the surface of the mold 20 in a grid form, and the plurality of unit heating devices 100 are supplied with a power supply 200 through the As the power is supplied, the formwork 20 is heated, so that hydration and curing of the concrete can be promoted.
  • the unit heating device 100 since the unit heating device 100 only needs to be separated from the formwork 20 after the production of concrete is completed, there is no need for complicated work for separation and disassembly, and the heating system 10 is easily reused.
  • the unit heating device 100 includes a main body housing 110 , a gripper 111 , and a planar heating heater 120 , as shown.
  • the body housing 110 is attached to the surface of the panel of the formwork 20 and may have a predetermined unit area.
  • the body housing 110 is formed in a plate shape, the planar heating heater 120 may be located at the lower portion.
  • the grip part 111 may be coupled to the upper surface of the body housing 110 .
  • the gripper 111 may be positioned to be spaced a predetermined distance apart in the left and right directions on the upper surface of the main body housing 110 , and thus the unit on the surface of the form 20 .
  • the heat generating device 100 can be easily attached and detached.
  • the aforementioned left and right directions may be the 2 o'clock and 8 o'clock directions of FIG. 2 .
  • the planar heating heater 120 is coupled to the lower surface of the body housing 110 , and may be in close contact with the surface of the mold 20 .
  • the planar heating heater 120 receives power from the power supply unit 200 and generates heat, and transfers the generated heat to the surface of the form 20 using the heat generated at this time, to the concrete located inside the form 20. heat energy can be transferred. Through this, hydration and curing of the concrete can be promoted.
  • the unit heating device 100 may further include a heat insulating member 130 positioned between the body housing 110 and the planar heating heater 120 .
  • the heat insulating member 130 serves to minimize the transfer of heat energy generated from the planar heating heater 120 to the body housing 110 , and efficiently transfer the heat energy to the surface of the mold 20 .
  • the planar heating heater 120 is formed in a rectangular plate shape, and may include a perforated hole 122 perforated in the center.
  • the perforation hole 122 as shown in FIG. 4, may be formed in a rectangular or oval shape, but is not limited thereto.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a heat distribution diagram of a conventional unit heat generating device and a unit heat generating device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the unit heating device 100 of the present invention has a perforated hole 122 in the central portion of the planar heating heater 120 . This is formed to minimize the phenomenon that heat is concentrated and transferred to the central portion, and thus, there is an effect that heat can be uniformly transferred to the mold 20 .
  • the planar heating heater 150 may include a conductor 154 , a heating unit 156 , an insulation 158 and a heating plate 152 .
  • the conductor 154 may receive power from the power supply 200 .
  • the conductor 154 may use silver as a main component to increase electrical conductivity and decrease contact resistance.
  • the heating unit 156 may have a predetermined area and may generate heat by receiving power from the conductor 154 .
  • the heating unit 156 is formed in a donut-shaped plate shape, so that the concentration of heat in the central portion of the heating plate 152 can be minimized.
  • the insulation 158 may be formed to surround the heating plate 152 and the conductor 154 .
  • the planar heating heater 150 applies insulation 158 to the upper portion of the heating plate 152, and after mounting the conductor 154 and the heating unit 156 on the applied insulation 158, The insulation 158 may be applied again to the upper portions of the conductor 154 and the heating unit 156 to be manufactured.
  • the insulation 158 serves to prevent damage and oxidation of the planar heating heater 150 by electrical heat transfer performance and physical external force.
  • the insulation 158 may include at least one or more of barium titanate (BaTiO3), glass material (Glass), glass-ceramic, borosilicate, and aluminum silicate (Aluminosilicates). not limited
  • a withstand voltage of 1KV or more when the insulation 158 is coated and fired three times, it is possible to obtain a withstand voltage of 1KV or more with a thickness of 75 ⁇ m, and when applied and fired four times, a withstand voltage of 4.5 KV or more can be obtained with a thickness of 100 ⁇ m.
  • Application and a predetermined number of times can be selectively used depending on the environment of use.
  • the heating plate 152 may be positioned under the insulation 158 and formed in a plate shape.
  • the heating plate 152 may be made of alumina, stainless steel, SUS430, 444 series, or a material having a similar coefficient of linear expansion.
  • the planar heating heater 160 may include a lower plate 162 , a heating unit 164 , and an upper plate 166 with reference to FIG. 6 .
  • the lower plate 162 is formed in a plate shape having a predetermined area, and may be made of a heat-resistant PET (Polyethyleneterephthalate) material.
  • the lower plate 162 may use PET, which is flexible and has a high heat-resistance temperature, to realize high-temperature heat generation.
  • the heating unit 164 is disposed on the lower plate 162 , and may receive power from the power supply unit 200 to generate heat.
  • the heating part 164 is manufactured in the form of a wire made of STS (Stainless Steal) material, and the heating part 164 in the form of a wire is bent and patterned to be mounted on the upper part of the lower plate. At this time, the overall shape of the heating part 164 is formed in a donut shape, so that the concentration of heat to the central part of the lower plate 162 can be minimized.
  • STS stainless Steal
  • the upper plate 166 is positioned above the heat generating unit 164 and may have the same material as the lower plate 162 .
  • the upper plate 166 may be coupled to the upper portion of the lower plate 162 through thermal fusion, but is not limited thereto.
  • the upper plate 166 and the lower plate 162 may serve to safely protect the heating part 164 by forming electrical insulation to the outside from the heating part 164 .
  • planar heating heater 160 may be manufactured by coating a carbon heating element on a flexible PET material.
  • the unit heating device 100 is coupled to the left and right sides of the main body housing 110 , and one or more plate-shaped spring fastening parts 112 to have a fastening state with the support frame 21 of the die 20 .
  • the plate-shaped spring fastening part 112 may be located on the left and right sides of the main body housing 110, one end is fixed to the upper surface of the main body housing 110, and the other end is located so as to extend outward and upward.
  • the plate-shaped spring fastening part 112 presses the lower surface of the support frame 21 of the form 20, so that the unit heating device 100 is It may be positioned so as to be in close contact with the surface of the mold 20 . Accordingly, there is an effect that can efficiently transfer the heat generated from the planar heating heater 120 to the surface of the form 20.
  • the unit heating device 100 may further include a plurality of magnet units 140 positioned on the lower surface of the main body housing 110 and spaced apart from each other by a predetermined distance. have. In other words, the unit heating device 100 may be fixed to the surface of the mold 20 by the magnetic force of the plurality of magnet parts 140 .
  • the plurality of magnet units 140 may be located three each near the front and rear corners of the body housing 110 , but the number or position of the magnet units 140 is dependent on this. does not limit
  • grip part 112 plate spring fastening part

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Abstract

본 발명은 콘크리트 양생용 발열 시스템을 제안한다. 본원의 일 실시예에 따른 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템은, 콘크리트 제조용 거푸집의 외부 패널에 각각 밀착된 상태로 결합되는 복수의 단위 발열 장치; 및 상기 복수의 단위 발열 장치에 전력을 공급하는 전원 공급부를 포함하되, 상기 단위 발열 장치는 거푸집 패널의 표면에 부착되고, 소정의 단위 면적을 갖는 본체 하우징; 상기 본체 하우징의 상부면에 결합된 파지부; 및 상기 본체 하우징의 하부면에 결합된 면상 발열 히터를 포함한다.

Description

콘크리트 양생용 균일 발열 시스템
본 발명은 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 관한 것이다.
거푸집(form)은 콘크리트 구조물을 제조하는 과정에서 콘크리트가 경화될 때까지 사용하는 임시 구조물을 말한다. 임시 구조물이므로 콘크리트의 양생이 완료되면 분리하여 재사용되는 것이 일반적이다. 콘크리트 구조물은 그 종류나 필요에 따라서 공장에서 양산될 수도 있고 시공 현장에서 제조될 수도 있는데, 공장 양산이든 현장 제작이든 거푸집은 콘크리트 구조물의 형상 및 치수를 정확하게 확보하기 위하여 반드시 필요하다.
기존 거푸집을 이용한 콘크리트 구조물의 제조 방법은 일반적으로 제조하고자 하는 콘크리트 구조물의 형태대로 거푸집을 설치하고 그 내부에 철근 조립체 등을 설치하며, 그 후에 콘크리트를 타설한 후 양생하는 과정을 거친다.
이러한 거푸집을 이용한 콘크리트 구조물의 제조 과정에서 공사 기간에 가장 중요한 영향을 미치는 요소는 양생 시간이다. 즉, 양생 시간이 오래 걸리면 그만큼 공사 기간이 길어지므로 공사 비용이 증가하는 원인이 된다. 특히 겨울철이나 혹한 지역과 같이 외기 온도가 낮을 경우에는 양생 시간이 오래 걸리기 때문에 공사 기간이 길어져 전체 공사 비용이 증가하고 공사에 따른 납기를 만족하기 어렵게 되는 문제가 발생한다. 더욱이, 겨울철의 경우 수화 반응 지연 등으로 콘크리트의 품질 확보에도 문제가 발생하여 별도의 첨가제 등을 사용하거나 콘크리트 타설 자체를 수행하지 않기도 한다.
교각이나 빌딩 등의 높은 건축물을 제조함에 있어서는 아래에서부터 콘크리트 구조물을 양생시키는 유로폼(Euro form), 슬립폼(slip form) 또는 클라이밍 폼(climbing form) 형태의 거푸집 방식을 사용하는 것이 일반적인데, 이 경우 1회 타설시 양생에 걸리는 시간이 매우 오래 지속되므로 전체 공사 기간이 길어지는 문제가 있다. 특히 동절기나 혹한 지역과 같이 외부 온도가 낮을 경우 이러한 문제가 더 크게 발생하는데, 종래에는 공사 기간을 단축하기 위하여 전열선을 거푸집에 함입시켜 가열시키는 시공 방법을 사용하거나 열풍기나 난로, 스팀 등을 이용하여 거푸집 표면을 가열시키는 방법을 사용하여 왔다.
그러나 전열선을 이용한 온도 상승 방법은 전열선을 거푸집에 설치해야 하므로 복잡한 전기 공사를 추가로 요하며, 또한 전열선에 전기를 지속적으로 공급하여야 하므로 막대한 양의 전기가 소모되는 문제점이 있고, 거푸집 작업 후에는 다시 전열선을 해체해야 하는데 해체 작업이 복잡하다는 문제가 있다.
또한, 열풍기나 난로, 스팀 등에 의해 거푸집 표면을 가열하기 위해서는 열풍기, 난로, 보일러 등을 가동하기 위해 막대한 양의 기름, 가스 및 전기가 소모되고 유독가스 발생으로 작업자들의 안전이 보장되기 어려우며 환경 오염의 소지가 있다는 문제가 있었다. 따라서 이러한 문제로 인해 겨울철에는 아예 교각이나 건물 등 콘크리트 구조물 시공을 위한 콘크리트 타설 및 양생을 중단하기도 하는 등 공기가 길어지는 원인이 되었다.
기존 방법의 경우 위와 같은 문제가 있어 사용이 제한적이었으며, 시공을 하더라도 안전문제, 환경문제 및 과다한 비용 발생 등의 문제로 인해 겨울철 콘크리트 구조물의 시공 공사는 진행되기 어려운 면이 있었다.
이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 대한민국 특허출원 제10-2011-0130015호(발명의 명칭: 마이크로파를 이용한 프리캐스트 콘크리트 제조용 발열 거푸집), 제10-2011-0130016호(발명의 명칭: 마이크로파에 의해 발열되는 발열 거푸집을 이용한 콘크리트 교량 기초의 건설 방법), 제10-2012-0031331호(발명의 명칭: 마이크로파에 의해 발열되는 발열 거푸집을 이용한 건물 시공 방법), 제10-2012-0031340호(발명의 명칭: 마이크로파에 의해 발열되는 거푸집을 이용한 터널 콘크리트 라이닝 시공용 거푸집 구조 및 그를 이용한 터널 콘크리트 라이닝 시공 방법)의 출원을 통해 겨울철이나 혹한 지역과 같이 외기 온도가 낮을 경우에는 양생 시간이 오래 걸리는 문제가 발생하고 양생에 필요한 온도상승에 막대한 양의 석유, 가스 등의 화석연료를 사용하지 않고도 마이크로웨이브에 의해 거푸집의 온도를 올림으로써 콘크리트 양생에 따른 콘크리트 구조물의 시공 기간 및 제작 기간을 단축할 수 있는 새로운 기술을 제안하였다.
위 특허 기술을 이용할 경우 발열 효율과 그에 의한 콘크리트 촉진양생 효과가 뛰어나 동절기 콘크리트 구조물의 시공 및 제작이 효과적으로 진행될 수 있으나, 발열체로의 마이크로웨이브의 일정한 전달이 쉽지 않아 전체적으로 균일한 발열이 이루어지지 않는 문제가 있었으며, 마이크로웨이브 발생부의 고장이 발생할 경우에는 전체 시스템이 작동되지 않아 시공 불량이 발생될 가능성이 있었고, 또한 발열 시스템의 무게 및 부피가 과도하게 커서 실제 현장에서는 취급성, 작업성이 좋지 않은 문제가 있었다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 교각, 교대와 같은 교량 기초, 아파트나 주택, 사무용 빌딩 등과 같은 건물의 슬래브, 터널 콘크리트 라이닝, 및 교량 상판, 거더, 박스, 빔, 암거, 옹벽, 말뚝, 궤도 슬래브, 콘크리트 침목 등과 같은 현장타설 및 프리캐스트 콘크리트를 시공, 제조함에 있어 새로운 구조의 균일 발열 시스템을 사용하여 거푸집을 가열함으로써 거푸집 내부에 타설된 콘크리트의 초기 수화 시간을 단축시켜 특히 동절기, 혹한 지역 등 외기 온도가 낮은 환경에서의 콘크리트 구조물 시공 기간을 현저히 단축시킬 수 있으며, 시공불량 및 작업성을 획기적으로 개선할 수 있는 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템은, 콘크리트 제조용 거푸집의 외부 패널에 각각 밀착된 상태로 결합되는 복수의 단위 발열 장치; 및 상기 복수의 단위 발열 장치에 전력을 공급하는 전원 공급부를 포함하되, 상기 단위 발열 장치는 거푸집 패널의 표면에 부착되고, 소정의 단위 면적을 갖는 본체 하우징; 상기 본체 하우징의 상부면에 결합된 파지부; 및 상기 본체 하우징의 하부면에 결합된 면상 발열 히터를 포함한다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 콘크리트 제조용 거푸집에 부착하고 전원을 공급하기만 하면 설치가 끝나므로 작업이 매우 용이하고 별도로 양생포나 증기를 공급하지 않아도 발열 시스템에서 발생하는 열에 의해 콘크리트의 수화와 양생이 촉진되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템은 강도나 내구성 등 양생된 콘크리트의 품질도 소요 품질 이상을 만족할 수 있고 특히 전체적으로 균일한 발열과 이로 인한 균질한 품질 확보가 가능하다.
아울러, 콘크리트의 제작이 완료된 후에는 발열 시스템을 거푸집의 패널에서 분리하기만 하면 되므로 분리 해체를 위한 복잡한 작업이 필요 없고, 발열 시스템을 재사용하기도 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템이 거푸집의 외부 패널에 장착된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템의 단위 발열 장치의 사시도이다.
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면상 발열 히터의 사시도이다.
도 4는 종래의 단위 발열 장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 발열 장치의 열분포도를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면상 발열 히터의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 면상 발열 히터의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 발열 장치를 거푸집에 고정하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 발열 장치를 거푸집에 고정하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며ㅊ, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원은 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템이 거푸집의 외부 패널에 장착된 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템의 단위 발열 장치의 사시도이며, 도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면상 발열 히터의 사시도이고, 도 4는 종래의 단위 발열 장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 발열 장치의 열분포도를 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면상 발열 히터의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 면상 발열 히터의 평면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 발열 장치를 거푸집에 고정하는 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 발열 장치를 거푸집에 고정하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도 1을 참조하여, 본원의 일 실시예에 따른 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템(10)에 대해 설명한다.
도 1을 참조하면, 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템(10)은 알루미늄이나 스틸과 같은 금속으로 제조된 콘크리트 제조용 거푸집(20)의 표면에 각각 밀착된 상태로 결합되어 발열되는 복수의 단위 발열 장치(100) 및 복수의 단위 발열 장치(100)에 전력을 공급하는 전원 공급부(200)를 포함한다. 예시적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 거푸집(20)의 표면에 격자형태로 복수의 단위 발열 장치(100)를 부착하고, 복수의 단위 발열 장치(100)에 전원 공급부(200)를 통해 전력을 공급함에 따라, 거푸집(20)이 가열되어, 콘크리트의 수화와 양생이 촉진될 수 있다. 또한, 콘크리트의 제작이 완료된 후에는 거푸집(20)로부터 단위 발열 장치(100)를 분리하기만 하면 되므로 분리 해체를 위한 복잡한 작업이 필요없고, 발열 시스템(10)을 재사용하기도 용이하다.
이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 단위 발열 장치(100)에 대해서 설명한다.
단위 발열 장치(100)는, 도시된 바와 같이, 본체 하우징(110), 파지부(111) 및 면상 발열 히터(120)를 포함한다.
본체 하우징(110)은 거푸집(20) 패널의 표면에 부착되고, 소정의 단위 면적을 가질 수 있다. 또한, 본체 하우징(110)은 판형으로 형성되고, 하부에 면상 발열 히터(120)가 위치할 수 있다.
파지부(111)는 본체 하우징(110)의 상부면에 결합될 수 있다. 예시적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 파지부(111)는 본체 하우징(110)의 상부면에 좌우측방향으로 소정의 거리 이격되어 위치할 수 있으며, 이에 따라 거푸집(20)의 표면에 단위 발열 장치(100)를 손쉽게 탈부착할 수 있다. 상술한 좌우측방향이란 도 2의 2시 및 8시 방향일 수 있다.
면상 발열 히터(120)는 본체 하우징(110)의 하부면에 결합되며, 거푸집(20)의 표면에 밀착될 수 있다. 또한, 면상 발열 히터(120)는 전원 공급부(200)로부터 전력을 공급받아, 발열되며, 이때 발생된 열을 이용하여 거푸집(20)의 표면으로 전달하여, 거푸집(20)의 내부에 위치한 콘크리트에 열에너지를 전달할 수 있다. 이를 통해, 콘크리트의 수화와 양생이 촉진될 수 있다.
또한, 단위 발열 장치(100)는 본체 하우징(110)과 면상 발열 히터(120) 사이에 위치하는 단열부재(130)를 더 포함할 수 있다. 단열부재(130)는 면상 발열 히터(120)에서 발생하는 열에너지가 본체 하우징(110)으로 전달하는 것을 최소화하고, 거푸집(20)의 표면으로 열에너지가 효율적으로 전달하는 역할을 한다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 면상 발열 히터(120)에 대해서 설명한다.
도 3을 참조하면, 면상 발열 히터(120)는 직사각형 판형으로 형성되고, 중앙부의 천공된 천공홀(122)을 포함할 수 있다. 이때, 천공홀(122)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 직사각형 또는 타원형으로 형성될 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
도 4는 종래의 단위 발열 장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 발열 장치(100)의 열분포도를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 종래의 단위 발열 장치는 중앙부에 열이 집중되어 열분포도가 균일하지 않는데 반면, 본 발명의 단위 발열 장치(100)는 면상 발열 히터(120)의 중앙부에 천공홀(122)이 형성되어 중앙부에 열이 집중되어 전달되는 현상을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 열을 균일하게 거푸집(20)으로 전달할 수 있는 효과가 있다.
다른 실시예로는, 도 5를 참조하면, 면상 발열 히터(150)는 컨덕터(154), 가열부(156), 인슐레이션(158) 및 가열판(152)을 포함할 수 있다.
컨덕터(154)는 전원 공급부(200)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 이때, 컨덕터(154)는 은(Siver)을 주성분으로 사용하여 전기 전도도를 높이고, 접촉저항을 낮출 수 있다.
가열부(156)는 소정의 면적을 가지고, 컨덕터(154)로부터 전력을 공급받아 발열될 수 있다. 또한, 가열부(156)는 도넛형상의 판형으로 형성되어, 가열판(152)의 중앙부에 열이 집중되는 것을 최소화할 수 있다.
인슐레이션(158)은 가열판(152) 및 컨덕터(154)를 감싸도록 형성될 수 있다. 예시적으로, 면상 발열 히터(150)는 인슐레이션(158)을 가열판(152)의 상부에 도포하고, 도포된 인슐레이션(158)의 상부에 컨덕터(154) 및 가열부(156)를 실장한 후, 컨덕터(154) 및 가열부(156)의 상부에 다시 인슐레이션(158)을 도포하여 제작될 수 있다.
이때, 인슐레이션(158)은 전기적인 전열 성능과 물리적인 외력에 의해 면상 발열 히터(150)가 손상 및 산화되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 인슐레이션(158)은 티탄산바륨(BaTiO3), 유리재(Glass), 글라스세라믹(Glass-ceramic), 붕규산염(Borosilcate), 알루미늄규산염(Aluminosilicates) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
또한, 인슐레이션(158)은 3회 도포 및 소성을 할 경우, 75um 두께로 1KV 이상의 절연내압을 얻을 수 있고, 4회 도포 및 소성을 할 경우, 100um 두께로 4.5KV 이상의 절연내압을 얻을 수 있어, 사용환경에 따라 도포 및 소정의 횟수를 선택적으로 사용할 수 있다.
가열판(152)은 인슐레이션(158)의 하부에 위치하고 판형으로 형성될 수 있다. 이때, 가열판(152)은 알루미나, 스테인리스, SUS430,444계열 및 유사한 선팽창 계수의 재질을 사용할 수 있다.
또 다른 실시예로는, 면상 발열 히터(160)는, 도 6을 참조하면, 하판(162), 발열부(164), 및 상판(166)을 포함할 수 있다.
하판(162)은 소정의 면적을 가지는 판형으로 형성되고, 내열성의 PET(Polyethyleneterephthalate) 소재로 제작될 수 있다. 또한, 하판(162)은 PET 중에서 유연하고 내열 온도가 높은 PET를 사용하여, 고온의 발열을 구현할 수 있다.
발열부(164)는 하판(162)의 상부에 배치되고, 전원 공급부(200)로부터 전력을 공급받아 발열될 수 있다. 또한, 발열부(164)는 STS(Stainless Steal) 재질의 와이어 형태로 제작되며, 와이어 형태의 발열부(164)를 절곡시켜 패턴화하여 하판의 상부에 실장할 수 있다. 이때, 발열부(164)의 전체적인 형상은 도넛 형상으로 형성되어, 하판(162)의 중앙부로 열이 집중되는 것을 최소화할 수 있다.
상판(166)은 발열부(164)의 상부에 위치하고, 하판(162)과 동일한 재질을 가질 수 있다. 또한, 상판(166)은 하판(162)의 상부에 열융착을 통해 결합될 수 있으나, 이에 한하지는 않는다. 아울러, 상판(166) 및 하판(162)은 발열부(164)와 외부에 전기적인 절연을 구성하여, 발열부(164)를 안전하게 보호하는 역할을 할 수 있다.
아울러, 면상 발열 히터(160)는 유연한 PET 소재에 탄소(Carbon) 발열체를 코팅하여 제작할 수도 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 발열 장치(100)를 거푸집(20)에 고정하는 구성에 대해서 설명한다.
도 7을 참조하면, 단위 발열 장치(100)는 본체 하우징(110)의 좌우측에 각각 결합되고, 거푸집(20)의 지지 프레임(21)과 체결 상태를 갖도록 하는 하나 이상의 판상 스프링 체결부(112)를 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 판상 스프링 체결부(112)는 본체 하우징(110)의 좌우측에 각각 위치할 수 있으며, 일단이 본체 하우징(110)의 상부면에 고정되고, 타단이 외측 상부방향으로 연장되도록 위치할 수 있다.
판상 스프링 체결부(112)는 단위 발열 장치(100)가 거푸집(20)에 설치된 경우, 단부가 거푸집(20)의 지지 프레임(21)의 하부면을 가압함에 따라, 단위 발열 장치(100)가 거푸집(20)의 표면에 밀착되도록 위치할 수 있다. 이에 따라, 면상 발열 히터(120)로부터 발생하는 열을 거푸집(20)의 표면으로 효율적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.
다른 실시예로는, 도 8을 참조하면, 단위 발열 장치(100)는 본체 하우징(110)의 하부면에 위치하고, 서로 소정의 거리 이격되어 위치하는 복수의 자석부(140)를 더 포함할 수 있다. 다시 말해, 단위 발열 장치(100)는 복수의 자석부(140)의 자력에 의해 거푸집(20)의 표면에 고정될 수 있다.
이때, 복수의 자석부(140)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 본체 하우징(110)의 전방 및 후방 모서리 부근에 각각 3개씩 위치할 수 있으나, 자석부(140)의 개수나 위치는 이에 한하지 않는다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
[부호의 설명]
10 : 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템
100 : 단위 발열 장치
110 : 본체 하우징
111 : 파지부 112 : 판상 스프링 체결부
120,150,160 : 면상 발열 히터 121 : 천공홀
130 : 단열부재 140 : 자석부
200 : 전원 공급부
20 : 거푸집 21 : 지지 프레임

Claims (10)

  1. 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 있어서,
    콘크리트 제조용 거푸집의 외부 패널에 각각 밀착된 상태로 결합되는 복수의 단위 발열 장치; 및 상기 복수의 단위 발열 장치에 전력을 공급하는 전원 공급부를 포함하되,
    상기 단위 발열 장치는
    거푸집 패널의 표면에 부착되고, 소정의 단위 면적을 갖는 본체 하우징;
    상기 본체 하우징의 상부면에 결합된 파지부; 및
    상기 본체 하우징의 하부면에 결합된 면상 발열 히터를 포함하는 것인 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 면상 발열 히터는 중앙부에 형성된 천공홀을 포함하는 것인 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 천공홀은 직사각형 또는 타원형으로 형성된 것인 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 면상 발열 히터는
    상기 전원 공급부로부터 전력을 공급받는 컨덕터;
    소정의 면적을 가지고, 상기 컨덕터로부터 전력을 공급받아 발열되는 가열부;
    상기 가열부 및 컨덕터를 감싸는 인슐레이션; 및
    상기 인슐레이션의 하부에 위치하는 가열판을 포함하는 것인 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가열부는 도넛 형상으로 형성되는 것인 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 면상 발열 히터는
    소정의 면적을 가지고, 내열성의 PET(Polyethyleneterephthalate) 소재로 제작되는 하판;
    상기 하판의 상부에 배치되고, 상기 전원 공급부로부터 전력을 공급받아 발열되는 발열부; 및
    상기 발열부의 상부에 위치하고, 상기 하판과 동일한 재질을 가지는 상판을 포함하는 것인 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 발열부는 STS(Stainless Steal) 재질의 와이어가 절곡시켜 패턴화되어 형성되되, 도넛 형상으로 형성되는 것인 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 본체 하우징과 면상 발열 히터 사이에 위치하는 단열부재를 더 포함하는 것인 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체 하우징의 좌우측에 각각 결합되고, 상기 거푸집 패널의 프레임과 체결 상태를 갖도록 하는 하나 이상의 판상 스프링 체결부를 더 포함하는 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 본체 하우징의 하부면에 위치하고, 서로 소정의 거리 이격되어 위치하는 복수의 자석부를 더 포함하는 콘크리트 양생용 균열 발열 시스템.
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