KR0129190B1 - 다공체, 특히 다공성 콘크리트 주조체의 오토클레이브 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다공성 피륙을 압력의 작용하에서 증기로 오토클레이브 처리하는 방법에 관한 것이다. 오토클레이브 작업은 증기로 가열하는 단계와 압력과 온도를 유지하고 완화시키는 일련의 단계로 구성되고 유지 단계는 건조 공정으로 구성된다. 가능한 한 가장 적은 에너지를 사용하여 건조된 제품을 얻기 위해서 오토클레이브가 열손실에 대해 보상하는 것보다 많이 가열되고 물이 기화되는 온도보다 높은 온도로 가열되는 유지 단계내에서 건조 공정이 실시되어 제품은 오토클레이브의 내부로부터 증기의 방출을 제어함으로써 건조된다. 건조 공정이 실시되는 동안 하나 또는 그 이상의 오토클레이브에서 방출된 증기는 가열될 다른 오토클레이브를 최소한 부분적으로나마 가열하는데 사용된다.

Description

다공체, 특히 다공성 콘크리트 주조체의 오토클레이브 처리방법

제1도는 본 발명의 방법을 실시하는 오토클레이브 설비의 개략도이다.

제2도는 오토클레이브 싸이클에 관련된 선도이다.

제3도는 오토클레이브의 개략적이고 부분적인 변경 방향의 단면도이다.

제4도는 축열기의 배치를 보여주는 도면이다.

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은, 다공체, 특히 다공성 콘크리트 주조체를 압력의 작용하에 중기로 처리하는 것에 관한 것으로, 화학양론적으로 초과된 양의 물이 초기에 제공되거나 오토클레이브 처리하는 과정에서 방출되며, 오토클레이브 작업이 증기로 가열되고 압력과 온도를 유지하고 완화시키는 일련의 단계는 물론 건조 공정으로 구성되고, 오토클레이브는 열손실에 대한 보상보다 더 많이 간접적으로 가열되어 물의 기화 온도까지 상승하여 재료는 건조공정 내에서 입력된 열로 인한 증기를 오토클레이브는 내부로부터 방출 제어함으로써 건조되는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 EP-B 0 133 239에서 압력과 온도는 유지 단계가 진행되는 동안 소정의 반응을 위해 일정하게 유지되는 것으로 이미 알려져 있다. 오토클레이브가 열손실에 대한 보상보다 더 많이 간접적으로 가열되어 물의 기화 온도보다 높은 온도까지 상승하는 동안 중간 단계내의 건조 공정이 뒤따르므로써 콘크리트에 남아 있는 초과된 물은 부분적으로 기화되고 증기로 방출되어 오토클레이브 싸이클의 종말에 가서 건조된 제품을 얻게 된다. 그러나 일차에너지는 가열과 유지 및 건조 공정에서 사용되었고 이는 투자 비용을 증가시킨다.

[발명이 이루고자하는 기술적 과제]

본 발명의 목적은 초기에 언급한 방법, 즉 시간이나 일차 에너지를 추가하지 않고도 공정을 실시할 수 있는 방법을 지도함에 있다.

본 발명의 목적은 건조 공정이 진행되는 동안 하나 또는 그 이상의 오토클레이브에서 방출된 증기가 가열될 오토클레이브를 최소한 부분적이로나마 가열하는 동안 건조 공정이 유지단계에서 실시될 때 그 면모를 나타낼 것이다.

[발명의 구성 및 작용]

상기 새로운 방법에서는, 추가적인 열이 유지 단계에서 간접 가열로, 오토클레이브의 내부로 이미 유입되고, 그 양은 오토클레이브의 열손실에 대한 보상을 위해 필요한 열의 실질적으로 초과되는 양이다. 이것을 통하여, 외부로부터 오토클레이브 내부로 새로운 증기를 유입 시킴 없이 오토클레이브 내부 증기의 온도가 상승되고, 이것은 오토클레이브 내의 증기가 광열된다는 것을 의미한다. 상기 과열된 증기 때문에, 오토클레이브 처리할 제품내의 물은 기화하기 시작한다. 여기에 필요한 기화열은, 상기 과열 증기를 차랍게한다. 이러한 수축 때문에, 제품내의 자연 대류가 약해지게 되고 제품의 표면으로부터 기화된 수증기를 축출하여 오토클레이브의 내부압력이 계속적으로 증가하게 된다. 압력 조절 방출 밸브가 상기 냉각 과열 증기를 오토클레이브로부터 방출하게 하여 오토클레이브 내의 작업압력이 다시 회복된다. 그러나, 상기 방출밸브는 또한 압력조절을 통해 오토클레이브 내의 압력을 일정하게 유지할 수 있다. 건조 공정이, 오토클레이브 내의 증기를 과영시키고 경화된 제품으로부터 기화된 수증기를 포함하는 과열 증기를 방출함으로써 행해지기 때문에, 상기 건조 공정이 유지단계의 종말까지 계속될 수 있다. 그러나, 처음에 언급했던 방법처럼, 유지 단계와 완화단계사잉의 중간 단계에서가 아니라 유지단계에서 열공급을 적절하게 증가시켜서 건조 공정을 실시하는 것이 중요하다. 건조 공정이 유지 단계 내에서만 행해지기 때문에, 건조 공정이 추가적인 시간을 필요로 하지 않는다. 더욱이 건조 공정에서 하나 이상의 오토클레이브로부터 취한 증기가, 가열될 오토클레이브를 가열하는데 사용되기 때문에 가열에 필요한 에너지는 필요하지 않으며, 건조 공정은 추가적인 일차 에너지 없이도 실행될 수 있다.

다수의 오토클레이브가 증기 회로에서 작동하고 오토클레이브 싸이클이 다른 것에 비해 시차를 두고 있어서 건조 공정이 진행되는 동안 하나 또는 그 이상의 오토클레이브의 유지 단계에서 방출된 증기가 가열 단계에서 최소한 하나의 오토클레이브를 가열하는데 공급된다.

싸이클이 유지 단계 내에 있으며 건조 공정에 따르는 오토클레이브는 따라서 가열될 오토클레이브를 새롭게 채우고 차갑고 압력을 가하지 않음으로써 필요에 따라 일차 증기를 보다 많이 내보낸다. 유지단계에 있는 오토클레이브는 제품 속에서 발견되는 구성물(構成水)로 만들어진 증기나, 또는 오토클레이브 처리하는 동안 방출되고 증기를 가열하여 제품에 농축되고 농축물로서 다공성 피륙을 관통함으로써 생산된 이차물(水)에 의해 증기 발생기로서 오토클레이브를 가동시킨다.

고착제를 포함하는 조성물의 주조물, 말하자면 다공성 응고물과 칼슘 실리케이트(calcium silicate)벽돌이나 그와 같은 종류의 것은 화학양론적으로 초과된 양의 물로 냉간압 주조물로 만들어진다. 더욱이 오토클레이브를 가열하는 동안 초기에 냉간 주조된 물건의 표면에 농축된 증기가 흡입된다. 후자는 칼슘 설페이트 알파 헤이마이드레이트(calcium sulphate alpha hemi-hydrate)를 만들기 위해 칼슘 설페이트 베타 헤미하이드레이트(calcium sulphate beta hemi-hydrate)를 오토클레이브 처리하는 동안 역시 발생할 수 있는데 초기에 제공된 수증기에 첨가되는 결정화된 물은 재결정화하는 동안에 방출된다. 건조 공정은 유지단계 내에서 실시되기 때문에 시간이나 일차에너지를 추가적으로 소비하지 않고도 오토클레이브 내에 안아 있는 제품에서 낮은 습도를 얻을 수 있다. 건조 공정에서 간접적으로 가열하기 때문에 복사열에 의해 물러지는 표면은 없다.

열원(熱源), 특히 가열 기름 히터는 하나의 오토클레이브만을 가열하도록 구성될 필요가 있으며 이렇게 함으로써 차가운 오토클레이브를 초기에 가열할 수 있게 된다.

본 발명의 진전적인 발전은 특허청구의 종속항과 다음의 설명으로 명확해질 것이다.

[바람직한 실시예의 설명]

본 발명은 첨부도면과 함께 더욱 상세히 설명하겠다. 제1도의 오토클레이브 설비는 그 내부에 배치된 간접 가열 장치(2)에 의해 가열되는 6개의 오토클레이브 1a-1f로 구성된다. 가열 장치 2는 밸브 3을 지나는 유동부에서 가열 기름 히터 4와 펌프5에 장착된 가열 기름 히터4의 회수 라인 6에 이르는 회수부에 각각 연결된다. 더욱이, 밸브 8을 지나 가열 기름 히터4에 연결될 수 있는 보조 증기 발생기 7가 마련되어 발생된 보조 증기는 라인 9와 각각의 밸브 10을 지나 임의의 오토클레이브 1a-1f로 증기 라인11을 경유하여 공급될 수 있다. 증기 라인 11에는 방출밸브 12가 추가적으로 마련되고 함께 연결된다. 더욱이, 방출 라인 14과 방출밸브 15를 지나 오토클레이브 1a-1f중의 어느것에 연결될 수 있는 방출 용기 13이 제공될 수 있다.

제2도에 도시한 오토클레이브 싸이클은 2시간을 한 단위로 하고 압력과 온도가 상승하는 가열 단계 16과 약 4시간을 한 단위로 하며 초기의 온도가 계속 상승되면 증기를 방출함으로써 압력과 온도가 거의 일정하게 유지되는 유지 단계 17, 및 온도와 압력이 하락하는 1시간을 안 단위로 하는 완화 단계 18로 구성된다. 온도와 압력은 오토클레이브 처리될 제품에 따라 조절된다. 오토클레이브 1a-1f가 차다울 때 오토클레이브 1a를 채운 후 보조 증기 발생기 7와 가열 기름 히터4를 구동하여 가열한다. 오토클레이브 1a의 가열 단계가 끝나면 유지 단계가 뒤따르고 오토클레이브 1a-1f내에 있는 증기를 간접적으로 가열함으로써, 그리고 방출밸브 12를통하여 증기의 방출을 조절함으로써 건조공정이 실시된다. 이러한 증기가 열전달 매체로 사용됨으로써 다음의 오토클레이브 1b가 가열되다. 그러나 오토클레이브 1a내에서 발생한 증기, 즉 다른 오토클레이브 1b를 가열하는데 필요한 증기 대신에 가열된 기름으로 공급할 수 있다.

종국에는 모든 오토클레이브 1a - 1f, 즉 오토클레이브가 유지와 건조 단계의 시간이 배제된 영역내에 있는 4개의 오토클레이브 1b - 1e와 완화 단계에 있는 오토클레이브 1a와 가열 단계에 있는 가열될 마지막의 오코클레이브 1f가 작동된다.

후자는 유지 단계에 있는 모든 오토클레이브 1b - 1f에서 방출된 증기가 공급되고 보조증기 발생기 7에서 나오는 더 이상의 증기는 필요하지 않다.

오히려 오토클레이브 1f를 가열하기 위한 증기의 발생은 오토클레이브 1a - 1e내의 간접 가열 장치 2에 공급되는 가열된 기름을 통해, 그리고 건조에 의해 발생한 증기의 방출에 의해 영향받을 수 있다.

오토클레이브 1f가 가열될 때, 오토클레이브 1a는 압력이 경감되고 속이 비게 되며 다시 채워져서 오토클레이브 1b가 완화단계로 접어드는 동안 오토클레이브 1c - 1f에서 나오는 증기로 가열될 것이다.

필요하다면, 완화 단계에 있는 오토클레이브에서 나온 증기는 다른 오토클레이브를 가열하고 압력을 균일하게 만드는 데 사용될 수 있으며 이후 완화단계에 있는 오토클레이브는 더욱 완화되고 가열단계에 있는 다른 오토클레이브는 유지단계 내의 다른 오토클레이브로부터 나온 증기로 가열될 수 있을 것이다. 가열을 위해 사용된 증기는 상기에 상기에 열전달 매체로 사용된 말로서 가장 폭넓은 의미로 이용될 수 있다. 따라서 먼지 및 / 또는 기름의 분리, 비압축성 가스의 제거, 과열온도의 제거 등은 싸이클론 분리기와 여과기, 분류기, 압력 강하 증기 발생기에 뒤이은 혼합 예열기, 증기 수집기 등의 도움으로 영향받을 수 있을 것이다. 따라서 유지 단계에서 방출된 주익는 제4도에 도시한 것처럼 비압축성 가스를 공기 중으로 방출하고 밸브 21가 마련된 라인 22를 통하여 압력 강하 증기 발생기 20으로 농축물을 공급하는 농축기 19로 공급될 수 있다. 확장 증기 발생기 20에서 발생한 증기는 가열된 오토클레이브로 공급된다.

몇 개 또는 하나의 오토클레이브만이 있다면, 유지 단계에서 발생한 증기는 중간에서 저장될 것이다. 이는 비번하게 가동할 때 가치가 있다. 제4도에 따라서, 유지 단계에서 방출된 증기와 농축기 19에서 농축된 증기는 즉각적으로 축열기 23에 공급되고 필요할 때까지 저장될 수 있다. 선단에 있는 축열기나 온수막 축열기(압력이 가해진 상태나 동일한 압력으로 저장)는 중간 축열기 23로서 적당하다.

제3도에 의하면, 실질적으로 원통형의 내부 챔버 25를 감싸고 있는 오토클레이브 용기 24를 갖춘 오토클레이브는 한쪽 끝 또는 양쪽 끝에 덮개에 의해 닫혀있는 방출구가 마련돼 있고 가능한 한 적은 양의 열손실을 유지하기 위하여 외부에 절연체 26을 갖추고 있다. 도시한 오토클레이브의 실시예에서, 레일 27은 오토클레이브 용기 24 바닥에 고정되어 있어서 방출물 29, 예를 들어 증기로 경화된는 경화제를 포함하는 활차 28위에 쌓인 깔판 30상에 있는 재료의 주조물을 활차 28로 방출할 수 있다. 방출물이 차지하지 않은 오토클레이브 24의 측면에 있는 곡면부의 하나에서, 브라켓 31에 장착된 가열 장치 2가 배치되어 있다. 가열 장치 2는 최소한 하나의 연도 32와 열교환기 33로 구성되어 있다. 연도 32는 실질적으로 수직하게 배치되어 있으며 최소한 오토클레이브 용기 24의 1/2높이까지 연장돼 있고 오토클레이브 용기의 곡면을 따라 꺽여 있다. 열교환기 33는 연도 32의 저면부 즉 유입부에 설치되어 있고 가열 기름 히터 4로 오토클레이브 외부를 가열할 수 있는 기름을 가열하기 위한 유동 라인 34과회수 라인 35에 연결돼 있다. 따라서, 열교환기 33의 작동시 연도 32를 통하여 발생하는 자유 대류의 결과로서, 오토클레이브 용기 24의 원주 24의 원주 방향 내에서 순환하는 유동이 발생되고 상기 유동은 방출물 29을 가열하는 포화증기나 과열 증기를 포함하고 있으며 압력을 증가시킨다. 연도 32의 상부 출구 개도부는 노즐처럼 테이퍼 형상으로 적절하게 이루어져 있다.

만일 가열 장치 2가 열교환기 32가 배치된 다수의 연도 32로 구성된다면, 각각은 일정한 간격으로 배치될 수 있지만 적절하기는 오토클레이브의 동일면에 배치되어 오토클레이브의 중간 영역으로 내려가는 유동을 일으킬 수 있다.

그러한 가열 장치 2는 구조적으로 간단하며 직접 가열할 수 있으며 오토클레이브 내에서 에너지를 효율적으로 운용할 수 있으며 관성 또한 작은데, 가열관 기름의 온도의 변화는 오토클레이브 내에서 직접적으로 작용할 뿐 아니라 튼튼한 오토클레이브 벽 24을 통하여 내부 압력을 흡수할 수 있다.

Claims (6)

1. 다공체(porous bodies)를 포함하는 제 1오토클레이브의 내부 챔버를, 상기 내부 챔버내의 온도 레벨 및 압력 레벨이 소정압력 및 온도 값에 도달할 때까지 증가하는 동안, 가압 증기로 가열하는 단계; 상기 압력 및 온도 값을, 상기 다공체를 오토클레이브 처리하는데 필요한 소정 시간 동안 유지하는 단계; 상기 유지단계동안, 상기 내부 챔버를 물 기화점을 초과하는 높은 온도 레벨까지 간접 가열하여 상기 다공체에 포함되어 있는 물을 기화시키도록 상기 제 1 오토클레이브의 내부 챔버내에 추가적인 증기를 발생시키므로써, 상기 다공체가 건조되고 추가적인 증기가 상기 내부 챔버로부터 배출되어 실질적으로 일정한 압력 및 온도 레벨을 유지하는 단계; 적어도 제 1 오토클레이브로부터 배출되는 추가적인 증기를, 가열 단계에서 작동하고 추가적인 다공체를 포함하는 제 2 오토클레이브를 적어도 일부 가열하는데 사용하는 단계; 및 오토클레이브 처리된 것을 배출하기 위하여 상기 제 1오토클레이브 내부 챔버 내의 압력 및 온도레벨을 낮추는 단계; 의 일련의 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 조작 중에 다공성 함수체를 오토클레이브 처리하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 오토클레이브들은 하나의 증기 회로로 작동하고, 각각의 오토클레이브 싸이클을 가지고 상기 오토클레이브들은 서로에 대하여 시차를 가져서 상기 유지 단계에서 작동하는 오토클레이브 중 적어도 하나로부터 배출되는 증기가 가열 단계에서 작동하는 다른 오토클레이브들 중 적어도 하나로 공급되는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 조작 중에 다공성 함수체를 오토클레이브 처리하는 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 유지 단계중 상기 제 1 오토클레이브의 내부 챔버로부터 배출되는 증기는, 상기 제 2 오토클레이브로 공급되기 전에 저장되는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 조작 중에 다공성 함수체를 오토클레이브 처리하는 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 유지 단계중 상기 제 1 오토클레이브의 내부 챔버로부터 배출되는 증기는, 상기 제 2 오토클레이브로 공급되기 전에 선단 축열기에서 중간 저장되는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 조작중에 다공성 함수체를 오토클레이브 처리하는 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 오토클레이브는 상기 유지 단계중에 환류하여 가열되는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 조작중에 다공성 함수체를 오토클레이브 처리하는 방법
6. 제 1항에 있어서, 단 하나의 오토클레이브를 가동시키도록 설계된 열원이 상기 유지 단계 중에는 상기 제 1 오토클레이브를 초기 가열하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 오토클레이브 조작 중에 다공성 함수체를 오토클레이브 처리하는 방법.