주철관은 상하수도관 및 기타 액체의 수송에 주로 사용되는 것으로 대부분 원심주조법에 의해 대량 생산된다.
그런데 원심주주법에 의해 용탕을 주철관 몰드 내부에 주입하기 전에 몰드를 보호하는 분말을 몰드 내부에 뿌린다.
그리고 원심주조법에 의해 제조된 주철관은 지하에 매설되기 때문에 여러 가지 외부환경에 견디도록 내, 외주면에 코팅을 한다.
이러한 코팅에 사용되는 도료는 액상 또는 분말로 이루어진 것이 사용되는데, 종래 일반적으로 액상의 역청질이나 BPA(bisphenol A)형, BPF형 분체(분말)도료를 주로 사용한다.
이때 분말형태의 도료를 주철관 내부에 코팅하는 방법은 먼저 도료가 잘 부착되도록 주철관의 표면을 전처리하고 주철관을 가스오븐이나 인덕션 코일을 이용한 고주파 방식으로 200℃∼230℃ 정도로 예열시킨다.
다음으로 예열된 주철관에 분체도료를 스프레이로 일정한 두께가 형성되도록 분사하여 주철관 표면에 부착되게 하면 열에 의해 분체도료는 녹으면서 코팅되어 도막을 형성하고 일정시간이 지나면 경화된다.
이와 같은 과정에 있어서, 주철관 제조용 분말 또는 주철관 코팅용 분체도료를 주철관 내부에 분사할 때 종래에는 도 1에 도시된 것과 같은 장비로 분말 또는 분체도료 분사작업을 수행하였다.
도 1은 종래 주철관 제조용 분말 또는 주철관 코팅용 분체도료 공급장치를 나타내는 구성도이다.
분말 또는 분체도료 공급장치는 분말 또는 분체도료가 담긴 저장탱크(1)와, 상기 저장탱크(1) 하부 일측에 관통결합되어 분말 또는 분체도료가 이송되는 이송파이프(2)와, 상기 이송파이프(2) 내에 설치되어 공급된 분말 또는 분체도료를 스크류 회전방식에 의해 이송하는 스크류(3)와, 상기 스크류(3)를 회전구동하는 구동모터(4)와, 상기 스크류(3)에 결합되어 이송된 분말 또는 분체도료를 분산시키는 분산기(5)와, 상기 이송파이프(2) 일측에 연통하게 결합되어 상기 분산기(5)를 통해 분산된 분말 또는 분체도료를 유도하여 인젝터(7)에 공급하는 호퍼(6)와, 오리피스 형상을 가지면서 상기 호퍼(6) 하단에 연결되어 압축공기가 흐름으로써 상기 호퍼(6)를 경유하는 분말 또는 분체도료를 흡입 및 확산시켜 주는 인젝터(7)와, 상 기 인젝터(7)에 의해 확산된 분말 또는 분체도료를 주철관 내부로 공급하는 공급호스(8)와, 상기 공급호스(8) 단부에 설치되어 분말 또는 분체도료를 주철관 내주면에 분사하는 분사건(9)으로 이루어진다.
이러한 종래의 주철관 제조용 분말 또는 주철관 코팅용 분체도료 공급장치에 있어서 몇 가지 문제점을 정리하면 다음과 같다.
첫째, 도시된 바와 같이 분말 또는 분체도료의 표면이 수평을 이루며 균일하게 소모되지 않는다. 다시 말해서, 분말 또는 분체도료가 소모됨에 따라 저장된 분말 또는 분체도료의 중앙부는 함몰되어 낮아지고 가장자리는 상대적으로 높아지게 되어 상기 이송파이프에 분말 또는 분체도료가 일정하게 공급되지 않을 뿐 아니라 잔여량이 많음에도 불구하고 원활하게 공급되지 않는 문제가 있었다.
둘째, 저장탱크 내에 상당 시간 저장되거나 내부에 존재하는 습기 등에 의해 분말 또는 분체도료의 뭉침 현상이 발생하기 때문에 분말 또는 분체도료를 분사하면 주철관 내주면에 뭉친 상태로 분사되어 코팅의 품질이 불량하거나 분사건이 막히기도 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 주철관 제조용 분말 또는 주철관 코팅용 분체도료 공급장치를 나타내는 구성도이다.
본 발명은 크게 저장탱크(10), 상기 저장탱크(10)에 구비되는 공기주입수단(50) 및 공기분사수단(60), 이송수단(20), 송풍수단(30), 분사수단(40)으로 이루어진다.
먼저 저장탱크(10)와 공기주입수단(50) 및 공기분사수단(60)에 대해 설명하기로 한다.
상기 저장탱크(10)는 용기형상이며 내부에 분말 또는 분체도료(p)가 들어있고 밀폐되어 있다. 또한 일정한 높이에 레벨센서(s)가 부착되어 분말 또는 분체도료(p)의 양이 설정높이 이하일 때를 감지하여 분말 또는 분체도료(p)의 추가공급 시기를 알려준다.
상기 저장탱크(10) 상부에는 분말 또는 분체도료(p) 표면에 일정압력을 가진 공기를 불어주는 공기주입수단(50)이 구비된다. 상기 공기주입수단(50)은 콤프레서(52)와 다수개의 블로우관(54)으로 이루어지는데, 상기 저장탱크(10) 상부에 설치되는 상기 콤프레서(52)는 공기를 압축하는 장비로서 공지된 구성이다.
또한 상기 블로우관(54)은 도시된 바와 같이 상기 콤프레서(52)와 연결되고 여러 갈래로 나누어져 상기 저장탱크(10) 내부로 설치되며 파이프 형상을 가진다.
이러한 구조로 이루어져 상기 콤프레서(52)에서 생산된 일정 압력의 공기가 상기 블로우관(54)을 통과하여 분말 또는 분체도료(p) 표면에 도달함으로써 분말 또는 분체도료(p)가 고르게 펴진다. 즉, 분체도료(p)가 평평하게 유지된다.
바람직하게는 상기 블로우관(54)은 상기 저장탱크(10)의 가장자리 측에 상대적으로 많이 배치되는 것이 좋은데, 이것은 분말 또는 분체도료(p)가 소모됨에 따라 중앙부가 함몰되어 낮아지고 가장자리는 상대적으로 높은 상태로 남아 있기 때문에 가장자리에 더 많은 공기가 주입되는 것이 좋다.
한편, 상기 저장탱크(10) 하부 일측에는 하측에서 상측으로 압축공기를 주기적으로 분사하는 공기분사수단(60)이 구비되는데, 블로어(62)와 분기구(64)로 구성된다.
상기 블로어(62)는 공기를 압축하여 일정시간 간격으로 공급(맥동식)하는 것으로 내부에 압축공기가 일정시간마다 주기적으로 공급되도록 제어하는 컨트롤러(미도시)가 포함되어야 한다. 공지된 기술이므로 추가 설명은 생략한다.
그리고 상기 분기구(64)는 하나의 관으로부터 여러 갈래로 갈라지는 형상을 가지며 일측은 상기 블로어(62)에 연결되어 압축공기가 유입되고 타측에 갈라진 각각에는 노즐(64a)이 형성되어 압축공기가 분사된다.
이처럼 상기 블로어(62)에서 공급된 맥동 압축공기가 상기 분기구(64)을 타고 상기 노즐(64a)을 통해 분말 또는 분체도료(p) 내부로 강하게 분사되며, 이로 인해 분말 또는 분체도료(p) 입자는 서로 뭉치지 않고 흩어지게 되며, 습기와 같은 요인으로 인해 뭉쳐진 입자들도 다시 분리된다. 더불어 분말 또는 분체도료(p) 내부에 상존하는 수분, 습기 등이 건조한 분사 공기에 의해 마르게 되며, 더 바람직한 것은 만일 상기 블로어(62)에서 공급하는 압축공기를 분말 또는 분체도료(p)가 녹지않을 정도의 적절한 온도로 공급하면 제습 효과가 뛰어나게 된다.
또한 분말 또는 분체도료(p)가 충격에 의해 요동하게 되므로 상기 공기주입수단(50)과 함께 저장되는 분말 또는 분체도료(p) 표면의 수평유지를 도모하게 된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 구성도로서 도 3을 참조하여 설명하자면, 상기 공기분사수단(60)은 블로어(62)와 진동막(68)으로 구성될 수 있는데, 여기서 상기 블로어(62)는 이미 설명한 바와 같고 상기 진동막(68)에 대해 간략하게 언급하고자 한다.
참고로 도 3에서 점선은 진동하지 않는 상태의 진동막이고 실선은 압축공기에 의해 진동하는 상태의 진동막을 나타낸다.
상기 진동막(68)은 고무와 같은 탄성재질로 이루어지고 막(membrane) 형상을 가지며 상기 저장탱크(10) 하부에 설치된다. 이렇게 설치된 상태에서 상기 블로어(62)에서 맥동 압축공기가 공급되면 상기 진동막(68)은 진동압에 의해 진동하게 되고 이로 인해 상기 저장탱크(10) 내부의 분말 또는 분체도료(p)는 충격에 의해 흩어지거나 분리되며 동시에 충격에 의해 분말 또는 분체도료 표면이 수평유지된다.
다음으로 이송수단(20)에 대해 설명한다.
상기 이송수단(20)은 이송파이프(22)와 스크류(24)와 구동모터(28)와 탈기수단(26)으로 이루어진다.
상기 이송파이프(22)는 상기 저장탱크(10)와 연통되고 내부에 상기 스크류(24)가 회전가능하게 삽입된다. 상기 이송파이프(22) 일측은 개구되어 분말 또는 분체도료(p)가 그곳으로 주입된다.
그리고 상기 스크류(24) 단부에는 구동모터(28)가 연결되어 상기 스크류(24)를 회전시킨다.
분말 또는 분체도료(p)가 상기 이송파이프(22) 내로 들어오게 되면 상기 스크류(24)가 회전하여 일측으로 분말 또는 분체도료(p)를 이송한다. 이러한 원리는 공지된 것이므로 설명을 생략한다.
여기서, 상기 이송파이프(22) 일부분에 탈기수단(26)이 구비된다.
상기 탈기수단(26)은 분말 또는 분체도료(p) 내에 포함된 공기를 제거하는 구성으로 탈기홀(26a)과 탈기망(26b)으로 이루어진다. 상기 탈기홀(26a)은 상기 이송파이프(22)에 관통형성된 구멍으로 다수개가 구비될 수 있으며 어느 형상이나 무 방하다. 또 상기 탈기홀(26a)은 상기 탈기망(26b)으로 씌워져 있는데, 상기 탈기망(26b)은 일반적인 망(net) 형상을 가지되, 공기는 통과하고 분말 또는 분체도료(p)는 통과하지 않을 정도의 눈(mesh)을 가진다.
이처럼 상기 이송파이프(22)를 통해 일측으로 이송되는 분말 또는 분체도료(p)는 상기 탈기수단(26)을 지나면서 상기 탈기망(26b)을 통해 공기가 빠져나가고 분말 또는 분체도료(p)만 후술하는 송풍수단(30)으로 전달된다.
다음은 송풍수단(30)에 대해 설명한다.
상기 송풍수단(30)은 상기 이송수단(20)을 통해 이송된 분말 또는 분체도료(p)에 송풍하여 일정압력으로 확산되게 한다. 이 또한 종래기술과 대동소이하므로 간단히 설명한다.
상기 송풍수단(30)은 일측에서 고압의 바람을 발생시켜 송풍하는 팬(32)과, 오리피스(oriffice)와 같은 형상을 가지면서 상기 팬(32)에 의해 송풍된 공기의 속도를 증가시키고 압력을 낮추어 분말 또는 분체도료(p)를 흡입 및 확산시켜주는 인젝터(34)와, 상기 이송파이프(22)로부터 상기 인젝터(34)로 분말 또는 분체도료(p)를 유도하는 호퍼(36)로 구성되며, 상기 인젝터(34)에서 흡입되어 확산되는 분말 또는 분체도료(p)는 후술하는 분사수단(40)으로 유입된다.
다음은 분사수단(40)에 대해 설명한다. 도 3은 분사수단을 나타내는 도면이다.
상기 분사수단(40)은 상기 송풍수단(30)에 의해 확산된 분말 또는 분체도료(p)를 유도하여 주철관(100) 내주면에 분말 또는 분체도료(p)를 분사하는 것으로 서, 호스(46)와 분사건(48)으로 구성된다.
상기 호스(46)는 파이프 형상을 가지며 일측이 상기 인젝터(34)와 결합되며 타측은 주철관(100) 내부로 인입된다. 또 상기 호스(46)의 타측 단부에 분말 또는 분체도료(p)를 외부로 분사하는 분사건(48)이 구비된다. 상기 분사건(48)은 공지된 기술이므로 설명을 생략한다.
상기 인젝터(34)에서 확산된 분말 또는 분체도료(p)는 상기 호스(46)를 타고 유동하여 상기 분사건(48)을 통해 주철관(100) 내부로 분사된다.
그런데 이러한 구조의 경우 상기 호스(46)를 길이가 긴 주철관(100) 내부로 용이하게 인입시키기 어렵다. 왜냐하면 주철관(100) 고정된 상태이므로 상기 분사수단(40) 전체가 움직이기 곤란하다. 따라서 상기 호스(46)를 유연한(flexible) 재질로 제작하여 롤러(44)에 감고 상기 롤러(44)를 이동가능한 이동대차(42)에 결합하며, 상기 이동대차(42) 상에 주철관(100)의 길이에 대응하는 길이를 가진 파이프 형상의 롱바렐(long barrel, 49)을 설치함으로써 상기 롱바렐(49) 내부에 상기 호스(46)를 삽입한 상태에서 상기 이동대차(42)가 왕복하면서 분말 또는 분체도료(p)를 골고루 분사한다.
도 4에 도시된 바와 같이 주철관(100) 끝 부분에 분사할 필요가 있을 때 상기 이동대차(42)가 주철관(100)에 근접하도록 이동하면 상기 호스(46)가 풀리면서 길이가 조절되며, 상기 이동대차(42)에 결합된 상기 롱바렐(29)은 주철관(100) 내부에 깊숙이 배치되고 상기 호스(46)에 결합된 분사건(48)을 통해 분말 또는 분체도료(p)가 주철관 내부에서 용이하게 분사될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 분말 또는 분체도료(p)가 저장된 저장탱크(10)에 공기주입수단 및 공기분사수단을 구비하여 저장된 분말 또는 분체도료(p)의 표면이 평평하게 유지되게 하는 동시에 상호 뭉침현상을 방지하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며 본 발명을 설명하기 위해 제시한 도면 및 설명은 일 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 청구범위에 의해 결정되어야 할 것이다.