KR102597969B1 - Insulating tank with built-in direct heating type heater - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 직접 가열 방식의 히터를 내장한 보온 탱크는, 피가열 유체를 저장한 탱크 본체; 상기 탱크 본체의 적어도 일 측에서 관통된 관통공; 상기 관통공에 삽입되어 상기 탱크 본체의 내부 공간까지 연장된 상태로 상기 피가열 유체를 가열하는 히터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 직접 가열 방식의 히터를 내장한 보온 탱크에 의하면, 기존에 설치된 탱크의 관통공에 히터를 삽입하여 피가열 유체를 가열 처리할 수 있어 제작 비용을 절감하면서 직접 가열 방식에 의한 우수한 열효율을 보장할 수 있는 효과를 제공한다.A thermal insulation tank with a built-in direct heating type heater according to the present invention includes a tank body storing a fluid to be heated; A through hole formed in at least one side of the tank body; A heater is inserted into the through hole and extends to the internal space of the tank body to heat the fluid to be heated.
According to the thermal insulation tank with a built-in direct heating heater according to the present invention, the fluid to be heated can be heated by inserting the heater into the through hole of the existing tank, thereby reducing production costs and excellent thermal efficiency through the direct heating method. Provides an effect that can guarantee.
Description
본 발명은 직접 가열 방식의 히터를 내장한 보온 탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 배관 등을 연결하기 위해 탱크 본체의 일 측에 관통된 관통공에 일정 길이로 연장된 히터를 삽입한 다음 실링 처리하여 탱크 본체에 내장된 피가열 유체를 직접 가열 방식으로 가열함으로써, 우수한 열효율을 보장하면서 상대적으로 저렴하게 제작할 수 있는 보온 탱크에 관한 것이다.The present invention relates to a thermal insulation tank with a built-in direct heating type heater. More specifically, in order to connect pipes, etc., a heater extended to a certain length is inserted into a through hole penetrated on one side of the tank body and then sealed. This relates to a thermal insulation tank that can be manufactured relatively inexpensively while ensuring excellent thermal efficiency by directly heating the fluid to be heated built into the tank body.
일명 화학 탱크 또는 약품 탱크는 산, 알칼리 및 용제와 같은 다양한 액상의 화학 물질을 저장한 탱크를 의미하는 것으로서, 화학 물질의 종류에 따라 안정성을 보강할 필요가 있거나 보관 상태를 특정 조건으로 유지해야 하는 조건을 요구할 수 있다.A so-called chemical tank or chemical tank refers to a tank that stores various liquid chemicals such as acids, alkalis, and solvents. Depending on the type of chemical substance, stability needs to be strengthened or storage conditions must be maintained under specific conditions. Conditions may be requested.
특히, 화학 물질이 상온보다 높은 온도로 보존해야 하는 경우는 물론 겨울철에 외부 온도보다 높은 온도로 보존해야 하는 경우 화학 물질을 가열하거나 보온을 유지할 필요가 따르고, 이를 보온 탱크라고 부르기도 한다.In particular, when chemicals need to be preserved at a temperature higher than room temperature, as well as when stored at a temperature higher than the external temperature in winter, there is a need to heat or keep the chemicals warm, and this is also called a thermal insulation tank.
종래의 보온 탱크는 상부에 보강용 금속 재질을 감싼 다음 철판과 함석과 같은 금속층을 적층 처리하고 그 내부에 열선을 삽입하여 탱크 내에 저장된 화학 물질의 보온성을 보장하였다.A conventional thermal insulation tank is made by wrapping a reinforcing metal material on the top, then laminating metal layers such as steel plates and tin, and inserting a heating wire into the tank to ensure the thermal insulation of chemicals stored in the tank.
그런데 이러한 구조는 탱크의 벽체를 가열하는 방식, 즉 화학 물질을 직접 가열하지 않고 간접 가열하는 방식이라 열효율이 낮고 유지 비용이 불필요하게 상승되는 문제가 따랐다.However, this structure has the problem of low thermal efficiency and unnecessary increase in maintenance costs because it is a method of heating the tank wall, that is, a method of heating chemicals indirectly rather than directly.
한국 공개 특허 제 10-2006-0088514호인 전열선을 내포한 연료탱크의 보온 커버는 통상의 연료탱크를 보온하기 위한 수단과 방법으로 열선으로 둘러싼 유리섬유와 이를 절연체로 감은 것을 연료탱크의 보온커버의 내면과 외면 사이에 내포(배설)하되, 연료탱크의 온도를 감지하기 위하여 함께 배설된 측온체를 함께 구성하여 표시부에 전기적 신호로 전달하게 하여 탱크 내부의 연료가 냉각되는 것을 차단할 수 있다고 공개되어 있다.The thermal insulation cover of a fuel tank containing a heating wire, which is Korean Patent Publication No. 10-2006-0088514, is a means and method for insulating a normal fuel tank, and consists of glass fiber surrounded by a heating wire and wrapping it with an insulator to cover the inner surface of the thermal insulation cover of the fuel tank. It is disclosed that it is possible to block the cooling of the fuel inside the tank by constructing a thermometer that is contained (excreted) between the and the exterior surface, and is also excreted in order to sense the temperature of the fuel tank and transmit it as an electrical signal to the display unit.
그런데 상기 기술에 따르면, 탱크 자체도 아닌 커버에 설치된 열선을 매개로 연료를 가열하는 것이므로 상술한 문제, 즉 열효율이 떨어지고 커버에 열선을 설치하는 비용이 추가된다는 단점이 지적될 수 있다.However, according to the above technology, since the fuel is heated through a heating wire installed on the cover rather than the tank itself, the disadvantages of the above-mentioned problem, namely, lower thermal efficiency and the additional cost of installing the heating wire on the cover, can be pointed out.
따라서 더욱 직관적인 히터 설치 구조에 의하여 탱크에 저장된 유체를 직접 가열 방식으로 적정 온도를 유지할 수 있도록 하는 신규하고 진보한 보온 탱크를 개발할 필요성이 대두되는 실정이다. Therefore, there is a need to develop a new and advanced thermal insulation tank that can maintain an appropriate temperature by directly heating the fluid stored in the tank through a more intuitive heater installation structure.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 배관 연결을 위해 관통 형성한 관통공을 히터 설치 수단으로 이용하여 불필요한 히터 설치 비용을 줄이면서 해당 히터가 직접적으로 탱크에 저장된 유체를 가열함으로써 우수한 열효율을 자랑할 수 있는 보온 탱크를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.The present invention was developed to overcome the problems of the above technology. By using a through hole formed for piping connection as a heater installation means, unnecessary heater installation costs are reduced, and the heater directly heats the fluid stored in the tank. The main purpose is to provide a thermal insulation tank that can boast excellent thermal efficiency.
본 발명의 다른 목적은 히터가 자동 전원 제어, 타이머에 의하여 특정 시간 구동 제어, 온도 설정에 따른 온도 유지 제어와 같은 스마트 구동 제어 기능을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a heater with smart operation control functions such as automatic power control, operation control for a specific time by a timer, and temperature maintenance control according to temperature settings.
본 발명의 또 다른 목적은 히터의 구조를 독특하게 설계하여 탱크 본체에 직접 열을 제공하지 않도록 함으로 탱크 본체의 안정성을 보장하는 것이다.Another object of the present invention is to ensure the stability of the tank body by uniquely designing the structure of the heater so that it does not provide heat directly to the tank body.
본 발명의 추가 목적은 히터가 삽입된 탱크 본체의 관통공의 내주면에 히터의 열이나 가열된 유체의 열에 의해 열변형이 일어나는 것을 방지할 수 있는 내열 강화제를 코팅 처리하는 것이다.An additional object of the present invention is to coat the inner peripheral surface of the through hole of the tank body into which the heater is inserted with a heat-resistant reinforcement agent that can prevent thermal deformation from occurring due to the heat of the heater or the heat of the heated fluid.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 직접 가열 방식의 히터를 내장한 보온 탱크는, 피가열 유체를 저장한 탱크 본체; 상기 탱크 본체의 적어도 일 측에서 관통된 관통공; 상기 관통공에 삽입되어 상기 탱크 본체의 내부 공간까지 연장된 상태로 상기 피가열 유체를 가열하는 히터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a thermal insulation tank with a built-in direct heating type heater according to the present invention includes a tank body storing a fluid to be heated; A through hole formed in at least one side of the tank body; A heater is inserted into the through hole and extends to the internal space of the tank body to heat the fluid to be heated.
또한, 상기 히터는, 상기 관통공 내에 위치하여 발열부의 구동을 제어하는 컨트롤러 및, 상기 내부 공간으로 연장된 것으로 발열체를 발열하는 발열부와, 상기 컨트롤러와 발열부 사이에 위치하여 상기 관통공과 상기 내부 공간의 경계 부위를 밀폐 처리하는 보강부 및, 상기 컨트롤러의 외측 단에 결합된 캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heater includes a controller located within the through hole to control the operation of the heating unit, a heating unit extending into the internal space and generating heat, and located between the controller and the heating unit, between the through hole and the internal space. It is characterized by including a reinforcing part that seals the boundary portion of the space, and a cap coupled to the outer end of the controller.
더불어, 상기 관통공의 내주 면에는, 폴리벤조옥사진(Polybenzoxazine)을 포함하는 내열 강화제가 코팅된 것을 특징으로 한다.In addition, the inner peripheral surface of the through hole is characterized in that a heat-resistant reinforcement agent containing polybenzoxazine is coated.
본 발명에 따른 직접 가열 방식의 히터를 내장한 보온 탱크에 의하면, According to the thermal insulation tank with a built-in direct heating heater according to the present invention,
1) 기존에 설치된 탱크의 관통공에 히터를 삽입하여 피가열 유체를 가열 처리할 수 있어 제작 비용을 절감하면서 직접 가열 방식에 의한 우수한 열효율을 보장할 수 있는 장점을 가지고,1) It has the advantage of being able to heat the fluid to be heated by inserting a heater into the through hole of an existing tank, thereby reducing production costs and ensuring excellent thermal efficiency through direct heating.
2) 탱크 본체 내부로 연장된 히터의 발열부를 발열체가 설치된 부분과 그렇지 않은 부분으로 구획하여 탱크 본체에 직접적인 열이 전달되는 문제를 방지할 수 있으며,2) By dividing the heating part of the heater extending inside the tank body into a part where the heating element is installed and a part where the heating element is not installed, the problem of direct heat transfer to the tank main body can be prevented.
3) 히터의 다양한 구동 제어를 통하여 피가열 유체의 보온 환경의 편의성을 제공하는 것은 물론,3) Through various operation controls of the heater, it not only provides convenience in the thermal insulation environment of the fluid to be heated, but also provides
4) 히터가 삽입된 관통공의 내주 면에 우수한 내열성을 보장할 수 있는 별도의 보강제를 코팅 처리하여 피가열 보온 및 보관 환경의 안정성을 강화할 수 있는 효과를 가진다.4) The inner surface of the through hole where the heater is inserted is coated with a separate reinforcing agent that can ensure excellent heat resistance, which has the effect of strengthening the stability of the heating and storage environment.
도 1은 본 발명의 보온 탱크의 전체적인 외관을 도시한 정면도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 도 1의 사시도.
도 4는 케이스의 관통공에 융착 결합된 플랜지를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 히터의 단면도.
도 6은 온도조절기가 장착된 히터의 일 실시예를 도시한 개념도.
도 7은 본 발명의 내열 강화제의 제조 단계를 나타낸 순서도.
도 8은 본 발명의 산도 조절제의 제조 단계를 나타낸 순서도.1 is a front view showing the overall appearance of the thermal insulation tank of the present invention.
Figure 2 is a plan view of Figure 1.
Figure 3 is a perspective view of Figure 1.
Figure 4 is a perspective view showing a flange fused to a through hole of a case.
Figure 5 is a cross-sectional view of the heater of the present invention.
Figure 6 is a conceptual diagram showing an embodiment of a heater equipped with a temperature controller.
Figure 7 is a flowchart showing the manufacturing steps of the heat-resistant strengthener of the present invention.
Figure 8 is a flowchart showing the manufacturing steps of the acidity regulator of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The accompanying drawings are not drawn to scale, and like reference numbers in each drawing refer to like elements.
도 1은 본 발명의 보온 탱크의 전체적인 외관을 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다. Figure 1 is a front view showing the overall appearance of the thermal insulation tank of the present invention, and Figure 2 is a plan view of Figure 1.
도 1 및 도 2를 보아 알 수 있듯이, 본 발명의 보온 탱크는 피가열 유체를 저장한 탱크 본체를 포함한다.As can be seen from Figures 1 and 2, the thermal insulation tank of the present invention includes a tank body storing a fluid to be heated.
탱크 본체(100)는 원통 형상을 기본으로 한 상태에서 이 외에 다양한 형상을 가진 상태에서 내부 공간에 유체를 저장하는 기본적인 공간을 제공하는 것으로서, 높이가 수 미터에 달하는 사이즈로 제작될 수 있다. The tank body 100 provides a basic space for storing fluid in an internal space in a cylindrical shape or in various other shapes, and can be manufactured to a height of several meters.
도 2를 참조하면, 이러한 탱크 본체(100)의 상면에는 내부 공간을 개폐할 수 있는 커버(101)가 장착된 것을 알 수 있고, 탱크 본체(100)의 높이가 수 미터가 달하면 유지나 보수의 편의성을 위하여 탱크 본체(100)의 일 측에서 탱크 본체(100)의 높이 방향을 따라 연장된 사다리가 장착될 수도 있다.Referring to Figure 2, it can be seen that a cover 101 that can open and close the internal space is mounted on the upper surface of the tank body 100, and when the height of the tank body 100 reaches several meters, convenience of maintenance or repairs is provided. For this purpose, a ladder extending along the height direction of the tank main body 100 may be installed on one side of the tank main body 100.
이러한 탱크 본체(100)는 피가열 유체를 저장할 수 있는데, 이때 '피가열 유체'라 함은 산, 알칼리 및 용제와 같은 다양한 액상의 화학 물질을 의미하고 특히 적정 온도를 유지할 수 있도록 보온성을 요구하는바 이같이 보온을 요구하는 특성에 기인하여 후술할 히터(200)에 의해 가열되는 가열 대상을 본 발명에서 피가열 유체라 정의한다. This tank body 100 can store a fluid to be heated. In this case, the term 'fluid to be heated' refers to various liquid chemicals such as acids, alkalis, and solvents, and especially those that require heat retention to maintain an appropriate temperature. Due to the characteristic of requiring thermal insulation, the heating object heated by the heater 200, which will be described later, is defined as a fluid to be heated in the present invention.
피가열 유체가 가열되면 상온보다 높은 온도를 가질 수 있어 내열성을 가진 재질로 탱크 본체(100)를 제작하는 것이 바람직하고, 주로 피가열 유체가 약품이나 화학 물질로 이루어진 경우가 많아 본 발명의 탱크를 화학 탱크 또는 약품 탱크라고 명명할 수도 있다.When the fluid to be heated can have a temperature higher than room temperature, it is desirable to manufacture the tank body 100 from a material with heat resistance. Since the fluid to be heated is often made of drugs or chemicals, the tank of the present invention is used. It may also be named a chemical tank or chemical tank.
이러한 내열성을 가진 재질로서, 스테인레스 강이나 탄소강과 같은 금속재는 물론 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE)과 같은 엔지니어링 플라스틱재를 예시할 수 있고 이 외에 피가열 유체의 종류와 보온 온도 범위에 따라 폴리카보네이트(PC)나 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)와 같은 내열 또는 난연 기능을 가진 재질로 제작되거나 이중 재질, 즉 내측 재질은 엔지니어링 플라스틱, 외측 재질은 금속재로 제작될 수도 있다. Materials with such heat resistance include metal materials such as stainless steel and carbon steel, as well as engineering plastic materials such as polypropylene (PP) and polyethylene (PE). In addition, depending on the type of fluid to be heated and the insulation temperature range, poly It may be made of a heat-resistant or flame-retardant material such as carbonate (PC) or ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), or it may be made of dual materials, that is, the inner material is engineering plastic and the outer material is metal.
도 3은 도 1의 사시도이고, 도 4는 케이스의 관통공에 융착 결합된 플랜지를 도시한 사시도이다.Figure 3 is a perspective view of Figure 1, and Figure 4 is a perspective view showing a flange fused to the through hole of the case.
상술한 탱크 본체(100)의 적어도 일 측에는 관통공(110)이 관통 형성되어 있다.A through hole 110 is formed through at least one side of the tank body 100 described above.
관통공(110)은 탱크 본체(100)에 저장된 피가열 유체를 외부로 배출하기 위해 일반적으로는 배관이 결합될 수 있는 구멍인데, 본 발명에서는 이러한 구멍이 탱크 본체(100)에 여러 개 형성되도록 제작된 상태에서 이 중에서 적어도 하나는 후술할 히터(200)를 장착할 수 있는 공간으로 활용한다.The through hole 110 is a hole into which a pipe can be generally connected to discharge the fluid to be heated stored in the tank body 100 to the outside. In the present invention, a plurality of such holes are formed in the tank body 100. In the manufactured state, at least one of these is used as a space where a heater 200, which will be described later, can be installed.
만일 히터(200)가 결합되는 관통공(110)이 2개 이상 형성된 경우에는 바람직하게는 각 관통공(110)이 높이차를 두면서 관통된 상태에서 이들 각각에 히터(200)가 결합되어 피가열 유체의 상부와 하부를 균형적으로 가열할 수 있는 기반을 제공할 수 있다.If two or more through holes 110 to which the heater 200 is coupled are formed, preferably each through hole 110 is penetrated with a height difference, and the heater 200 is coupled to each of them to heat the target. It can provide a basis for balanced heating of the upper and lower parts of the fluid.
이러한 관통공(110)의 외부 일 측에는 링 형상의 플랜지(120)가 융착 결합되어 있는 것이 가능하다.It is possible that a ring-shaped flange 120 is fused to one outer side of the through hole 110.
플랜지(120)는 관통공(110)이 배관을 결합하기 위한 용도로 형성된 경우에서 배관과 결합하기 위한 결합 수단으로의 역할을 제공하는 것으로서, 물론 본 발명의 관통공(110)은 배관 결합 용도가 아니라 히터 결합 용도로 활용되지만 대개의 관통공(110)은 배관 결합 용도로 활용하기 위하여 플랜지(120)가 결합된 경우가 많은데, 다시 말해 후술할 히터(200)가 특정 관통공(110)에만 결합될 수 있는 것이 아니라 배관 결합 용도로 관통한 관통공(110)에도 무난하게 결합될 수 있다는 것을 방증한다.The flange 120 serves as a coupling means for coupling with the pipe when the through hole 110 is formed for the purpose of coupling pipes. Of course, the through hole 110 of the present invention is used for coupling pipes. However, most through-holes 110 are often coupled with a flange 120 to be used for piping coupling purposes. In other words, the heater 200, which will be described later, is only coupled to a specific through-hole 110. This proves that not only can it be done, but it can also be easily coupled to the through hole 110 penetrated for pipe joining purposes.
이러한 플랜지(120)는 관통공(110)의 둘레를 따라 외측으로 돌출된 넥(neck)(111)에 결합될 수 있고, 더욱 긴밀한 결합 관계를 제공하기 위하여 열융착 방식으로 넥(111)에 결합되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 플랜지(120)는 열융착 재료로 널리 활용되는 폴리에틸렌(PE)으로 제작되는 것이 가능하다.This flange 120 can be coupled to a neck 111 that protrudes outward along the circumference of the through hole 110, and is coupled to the neck 111 by heat fusion to provide a closer coupling relationship. It is desirable to be For this purpose, the flange 120 can be made of polyethylene (PE), which is widely used as a heat-sealing material.
더불어, 플랜지(120)는 관통공(110)의 외부 직경을 줄이면서 히터(200)의 삽입 이후 방수 처리를 위한 마감이나 실링 작업 시 실링재가 결합(특히 융착 방식의 결합)될 수 있는 매개체로의 역할을 겸비할 수 있다.In addition, the flange 120 reduces the outer diameter of the through hole 110 and serves as a medium through which sealing materials can be combined (especially by fusion bonding) during finishing or sealing work for waterproofing after insertion of the heater 200. Can fulfill both roles.
본 발명의 히터(200)는 관통공(110)(관통공에 플랜지가 장착된 구조에서는 플랜지를 경유)에 삽입되어 탱크 본체(100)의 내부 공간까지 연장된 상태로 상기 피가열 유체를 가열하는 기능을 제공한다.The heater 200 of the present invention is inserted into the through hole 110 (via the flange in a structure in which a flange is mounted on the through hole) and heats the fluid to be heated in a state that extends to the internal space of the tank body 100. Provides functionality.
즉, 본 발명의 히터(200)는 일자로 길게 연장된 구조를 가져 마치 탱크 본체(100)의 일 측에 꽂혀 이의 내부 공간까지 연장된 것과 같은 형태를 가질 수 있다.That is, the heater 200 of the present invention has a structure that extends in a straight line, so that it can have a shape as if it were plugged into one side of the tank body 100 and extended into its internal space.
이러한 히터(200)는 외부 전원을 공급받아 이 외부 전원을 히터(200)에 장착된 발열체에 전원을 인가하면서 발열체가 발열되는 방식으로 피가열 유체를 가열할 수 있다.This heater 200 can heat the fluid to be heated by receiving external power and applying this external power to a heating element mounted on the heater 200 so that the heating element generates heat.
이러한 히터(200)는 다양한 재질로 제작될 수 있지만, 녹슬지 않으면서 강인한 내구성을 위하여 스테인리스강(SUS)으로 제작되는 것이 바람직하다.This heater 200 can be made of various materials, but it is preferably made of stainless steel (SUS) for durability without rusting.
또한 도면에 도시되어 있지는 않으나, 히터(200)가 삽입된 관통공(110)의 틈새나 외부 노출 부위를 실링 처리하여 피가열 유체가 관통공(110)을 따라 외부로 유출되는 문제를 방지할 수 있음은 물론이다.In addition, although not shown in the drawing, the gap or externally exposed portion of the through hole 110 where the heater 200 is inserted can be sealed to prevent the problem of the fluid to be heated leaking to the outside along the through hole 110. Of course it exists.
정리하면, 이러한 히터(200)를 내장한 보온 탱크에 의하면, 기존 보온 탱크 제작 시 탱크 상부에 보강용 금속 재질을 감싼 다음 철판과 함석을 적층 처리하고 그 내부에 열선을 삽입한 종래의 간접 가열 방식과 달리 직관적으로 피가열 유체를 직접 가열하므로 우수한 보온성과 열효율을 자랑하는 것은 물론, 제작 비용이 상대적으로 저렴하면서 유지 보수의 편의성을 제공할 수 있는 특성을 가진다.In summary, according to the thermal insulation tank with a built-in heater 200, when manufacturing an existing thermal insulation tank, a reinforcing metal material is wrapped around the upper part of the tank, then steel plates and tin are laminated, and a heat wire is inserted into the conventional indirect heating method. Unlike others, it intuitively heats the fluid to be heated directly, so it not only boasts excellent heat retention and thermal efficiency, but also has the characteristic of providing convenience of maintenance while being relatively inexpensive to manufacture.
도 5는 본 발명의 히터의 단면도이다.Figure 5 is a cross-sectional view of the heater of the present invention.
도 5를 보아 알 수 있듯이, 히터(200)는 컨트롤러(210)와 발열부(220), 보강부(230), 캡(240)을 포함하는 것이 가능하다.As can be seen from FIG. 5 , the heater 200 may include a controller 210, a heating unit 220, a reinforcement unit 230, and a cap 240.
컨트롤러(210)는 원형 블록 형태(이 외에 사각 블록 형상으로 이루어지는 것도 가능)로 이루어진 상태에서 외부 전원을 공급받아 발열부(220)에 전원을 인가하여 발열부(220)를 구동 제어하는 기본적인 기능은 물론 후술하겠지만 발열 시간, 발열 온도 제어 기능을 추가로 겸비할 수 있는 구동 수단을 의미한다.The basic function of controlling the operation of the heating unit 220 by receiving external power and applying power to the heating unit 220 while the controller 210 is in the form of a circular block (it can also be in the shape of a square block) is Of course, as will be explained later, it refers to a driving means that can additionally have heating time and heating temperature control functions.
발열부(220)는 탱크 본체(100)의 내부 공간으로 일정 길이만큼 연장되어 발열하는 기능을 제공하는 것으로서, 도 5를 보아 알 수 있듯이 발열체를 포함한 복수 개의 발열관으로 형성되는 것이 가능하다. 이때, 발열관은 스테인리스강으로 이루어져 내구성와 안정성을 보장할 수 있다. The heating unit 220 extends a certain length into the internal space of the tank body 100 to provide a function of generating heat. As can be seen from FIG. 5, it can be formed of a plurality of heating tubes including a heating element. At this time, the heating tube is made of stainless steel to ensure durability and stability.
이때, 발열체는 공지의 다양한 발열체가 적용되는 것이 가능하고, 이 발열체는 공지의 발열체와 같으므로 별도의 설명은 생략한다.At this time, various known heating elements can be used as the heating element, and since this heating element is the same as the known heating element, a separate description will be omitted.
보강부(230)는 컨트롤러(210)와 발열부(220) 사이에 위치하여 관통공(110)과 탱크 본체(100)의 내부 공간의 경계 부위를 밀폐 처리하는 구조체로서, 관통공(110)의 직경에 상응한 직경을 가져 관통공(110)에 타이트하게 결합된다. The reinforcement part 230 is a structure located between the controller 210 and the heating part 220 to seal the boundary between the through hole 110 and the internal space of the tank body 100. It has a diameter corresponding to the diameter and is tightly coupled to the through hole 110.
이때, 관통공(110)의 내주면과 보강부(230)의 외주면에는 각각 나사산이 형성되어 양자가 나사산 결합을 함으로써 피가열 유체의 압력으로 관통공(110) 바깥 방향으로 밀리는 문제를 방지할 수도 있다.At this time, threads are formed on the inner peripheral surface of the through hole 110 and the outer peripheral surface of the reinforcement portion 230, and the two are threaded together to prevent the problem of being pushed outward from the through hole 110 due to the pressure of the fluid to be heated. .
이러한 보강부(230)는 컨트롤러(210)와 관통공(110)의 틈으로 피가열 유체가 바깥으로 새는 것을 방지하는 밀폐 역할을 제공하는 것은 물론 이 역시 스테인리스강으로 이루어져 발열부(220)의 열로 쉽사리 변형이 발생함으로 인해 관통공(110)을 제대로 밀폐 처리하지 못하여 피가열 유체가 탱크 본체(100)의 바깥으로 새는 문제를 방지할 수 있다.This reinforcement portion 230 not only provides a sealing role to prevent the fluid to be heated from leaking outward through the gap between the controller 210 and the through hole 110, but is also made of stainless steel to prevent heat from the heating portion 220. Due to the easily occurring deformation, the through hole 110 cannot be properly sealed, thereby preventing the problem of fluid to be heated leaking out of the tank body 100.
캡(240)은 컨트롤러(210)를 감싸는 원통형 구조 또는 중앙 부위가 관통된 링 구조로 이루어진 것으로서, 관통공(110)의 외측 부위를 밀폐 처리하여 방수 역할을 제공함과 아울러 컨트롤러(210)를 보호하는 역할을 수행할 수 있다.The cap 240 is made of a cylindrical structure surrounding the controller 210 or a ring structure with a central portion penetrated, and the outer portion of the through hole 110 is sealed to provide waterproofing and protect the controller 210. can perform its role.
도 6은 온도조절기가 장착된 히터의 일 실시예를 도시한 개념도이다.Figure 6 is a conceptual diagram showing an embodiment of a heater equipped with a temperature controller.
더불어, 히터(200)는 도 6을 보아 알 수 있듯이 온도조절기(250)를 포함하고, 이에 대응하여 히터(200)의 컨트롤러(210)는 사용자가 온도조절기(250)를 조작한 설정 온도에 맞추어 발열부(220)의 발열 온도를 제어하는 기능을 포함할 수 있다. In addition, as can be seen from FIG. 6, the heater 200 includes a temperature controller 250, and correspondingly, the controller 210 of the heater 200 adjusts the temperature to the set temperature at which the user operates the temperature controller 250. It may include a function to control the heating temperature of the heating unit 220.
추가적으로, 히터(200)의 컨트롤러(210)는 타이머와 연동하여 설정 시간에 구동의 on/off 조절 및 온도 설정을 할 수 있는 기능을 포함하는 것이 가능하다.Additionally, the controller 210 of the heater 200 may include a function for controlling the operation on/off and setting the temperature at a set time in conjunction with a timer.
더 나아가, 히터(200)는 온도를 감지하는 온도감지센서를 발열부(220) 측에 장착할 수 있고, 이에 대응하여 컨트롤러(210)는 온도감지센서에서 측정한 온도의 고저에 따라 발열부(220)의 가열 출력을 조절하는 기능을 제공할 수 있다.Furthermore, the heater 200 may be equipped with a temperature sensor that detects the temperature on the heating part 220, and in response, the controller 210 may be installed in the heating part (220) according to the temperature measured by the temperature sensor. 220) can provide a function to adjust the heating output.
특히, 탱크 본체(100)의 내부 방향으로 연장된 발열부(220) 전체에 발열체가 장착되면 탱크 본체(100)의 내벽 근방에 있는 발열체의 가열로 인하여 특히 플라스틱 재질로 제작된 탱크 본체(100)가 불필요하게 녹거나 열변형이 발생할 수 있는 치명적인 문제가 따를 수 있으므로, 도 2를 보아 알 수 있듯이 발열부(220)는 완충관(221)과 발열관(222)으로 이루어지는 것이 바람직하다.In particular, when the heating element is mounted on the entire heating part 220 extending in the inner direction of the tank main body 100, the tank main body 100 made of plastic material is heated due to heating of the heating element near the inner wall of the tank main body 100. Since there may be a fatal problem that unnecessary melting or thermal deformation may occur, as can be seen from FIG. 2, it is preferable that the heating unit 220 is composed of a buffer tube 221 and a heating tube 222.
구체적으로 완충관(221)은 상술한 발열체 없이 보강부(230)에서 탱크 본체(100)의 내부 공간으로 연장된 관로이고, 발열관(222)은 완충관(221)의 단부에서 탱크 본체(100)의 내부 공간으로 추가 연장된 것으로 발열체를 포함한 상태에서 발열체를 발열하여 실질적으로 히팅 기능을 제공하는 관로이다.Specifically, the buffer pipe 221 is a pipe extending from the reinforcement portion 230 to the internal space of the tank main body 100 without the above-described heating element, and the heating pipe 222 is located at the end of the buffer pipe 221 to the tank main body 100. ) It is a pipe that extends further into the internal space of the pipe and actually provides a heating function by generating heat from the heating element while containing it.
즉, 탱크 본체(100)의 벽체에 근접한 관로인 완충관(221)에 발열체를 장착하지 않아 탱크 본체(100)를 보호하면서 상대적으로 탱크 본체(100)의 내부 공간에 깊숙이 침투한 발열관(222)에서만 발열하도록 하여 피가열 유체를 가열하는 열효율은 충분히 보장한 상태에서 안정성을 확보하는 기능을 제공한다.That is, the heating element is not mounted on the buffer pipe 221, which is a pipe close to the wall of the tank main body 100, thereby protecting the tank main body 100, and the heating tube 222 penetrates relatively deeply into the internal space of the tank main body 100. It provides a function of ensuring stability while sufficiently ensuring the thermal efficiency of heating the fluid to be heated by generating heat only in ).
이때, 완충관(221)과 발열관(222) 모두 상술한 스테인리스강으로 이루어질 수 있고, 양자의 길이는 같거나 비슷하게 설정하여 탱크 본체(100)의 보호와 피가열 유체의 가열 기능의 균형을 맞추도록 한다.At this time, both the buffer tube 221 and the heating tube 222 may be made of the above-described stainless steel, and the lengths of both are set to be the same or similar to balance the protection of the tank body 100 and the heating function of the fluid to be heated. Let’s do it.
더 나아가, 탱크 본체(100)의 관통공(110)의 내주 면에는 폴리벤조옥사진(Polybenzoxazine)을 포함하는 내열 강화제가 코팅되는 것이 가능하다.Furthermore, it is possible for the inner peripheral surface of the through hole 110 of the tank body 100 to be coated with a heat-resistant reinforcing agent containing polybenzoxazine.
특히, 관통공(110) 주변의 탱크 본체(100)의 재질이 80 내지 130°C의 연화 온도(softening temperature)를 가진 폴리에틸렌(PE)이나 70 내지 115°C의 연화 온도를 가진 폴리스티렌(PS)와 같은 고분자 플라스틱제로 제작하였을 때 상술한 내열 강화제를 적용하는 것이 더욱 유리하다.In particular, the material of the tank body 100 around the through hole 110 is polyethylene (PE) with a softening temperature of 80 to 130 °C or polystyrene (PS) with a softening temperature of 70 to 115 °C. When manufactured from polymer plastics such as , it is more advantageous to apply the heat-resistant reinforcement agent described above.
폴리벤조옥사진은 열경화성 수지의 일종으로 우수한 내열성 및 화염 억제성을 보유할 수 있는 것으로 알려져 있다. 구체적으로, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 열가소성 폴리머와 달리 열경화성 수지인 폴리벤조옥사진은 발열부나 피가열 유체의 열에도 연화되거나 녹지 않고 견고한 구조로 영구적으로 설정하는 화학적 가교 반응을 겪으므로 높은 열 안정성을 나타내며 상술한 열화나 연화 없이 최대 300 내지 400°C의 온도를 견딜 수 있는 특성을 발휘한다. Polybenzoxazine is a type of thermosetting resin and is known to have excellent heat resistance and flame suppression properties. Specifically, unlike thermoplastic polymers such as polyethylene and polypropylene, polybenzoxazine, a thermosetting resin, does not soften or melt even in the heat of the heating area or the heated fluid and undergoes a chemical cross-linking reaction that permanently establishes a solid structure, thereby demonstrating high thermal stability. It exhibits the property of being able to withstand temperatures of up to 300 to 400°C without the above-mentioned deterioration or softening.
즉, 관통공(110)의 내주 면에 폴리벤조옥사진를 포함하는 내열 강화제를 적정 두께로 코팅하여 관통공(110)은 물론 더 나아가 열가소성 소재로 제작된 탱크 본체가 발열부나 피가열 유체의 열에 의하여 변성이 발생하는 것을 방지하는 기능, 즉 내열성을 강화하는 역할을 제공할 수 있다.That is, the inner peripheral surface of the through hole 110 is coated with a heat-resistant reinforcement agent containing polybenzoxazine to an appropriate thickness, so that not only the through hole 110 but also the tank body made of a thermoplastic material is damaged by the heat of the heating part or the fluid to be heated. It can provide the function of preventing denaturation, that is, strengthening heat resistance.
이때, 본 발명의 내열 강화제는 상술한 폴리벤조옥사진 이외에도 추가적인 조성물을 더 포함할 수 있는데, 이러한 내열 강화제를 제조하는 단계에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.At this time, the heat-resistant strengthener of the present invention may further include additional compositions in addition to the polybenzoxazine described above. The steps for manufacturing this heat-resistant strengthener will be described in more detail as follows.
도 7은 본 발명의 내열 강화제의 제조 단계를 나타낸 순서도이다.Figure 7 is a flowchart showing the manufacturing steps of the heat-resistant strengthener of the present invention.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명의 내열 강화제는, 폴리벤조옥사진을 제조하는 단계(S21), 내열 강화제를 완성하는 단계(S22)를 통해 제조될 수 있다.Referring to FIG. 7, the heat-resistant strengthener of the present invention can be manufactured through the step of preparing polybenzoxazine (S21) and the step of completing the heat-resistant strengthener (S22).
(S21) 폴리벤조옥사진을 제조하는 단계(S21) Step of producing polybenzoxazine
먼저, 아세트알데히드(Acetaldehyde) 40 내지 50 중량부, 아닐린(Aniline) 30 내지 40 중량부, 비스페놀 A(Bisphenol A, BPA) 20 내지 30 중량부를 100 내지 130℃에서 30 내지 60분 동안 혼합하여 폴리벤조옥사진을 제조한다.First, 40 to 50 parts by weight of acetaldehyde, 30 to 40 parts by weight of aniline, and 20 to 30 parts by weight of Bisphenol A (BPA) are mixed at 100 to 130° C. for 30 to 60 minutes to form polybenzo. Produces oxazine.
여기서 바람직하게 본 발명의 폴리벤조옥사진은 아닐린 계열의 물질로서, 아닐린에 달려있는 아민기(-NH2)에 비스페놀 A에 달려있는 하이드록시기(-OH)가 반응하여 형성될 수 있다.Here, preferably, the polybenzoxazine of the present invention is an aniline-based material, and can be formed by reacting the amine group (-NH2) attached to aniline with the hydroxy group (-OH) attached to bisphenol A.
다시 말해, 아닐린은 양 측의 벤젠고리에 질소와 산소가 포함된 고리구조를 제공하고, 비스페놀 A는 프로페인의 2번 탄소에 두 개의 벤젠고리가 붙은 구조를 제공하게 되는 것이다.In other words, aniline provides a ring structure containing nitrogen and oxygen on both benzene rings, and bisphenol A provides a structure with two benzene rings attached to carbon 2 of propane.
아세트알데히드는 폴리벤조옥사진을 제조하는 단계의 용매로 첨가되는 것이며, 아울러 상술한 아민기와 하이드록시기가 반응하는 속도를 조절할 수 있는 촉매 역할을 수행한다.Acetaldehyde is added as a solvent in the step of preparing polybenzoxazine, and also serves as a catalyst that can control the reaction rate between the above-mentioned amine group and hydroxy group.
(S22) 내열 강화제를 완성하는 단계(S22) Step of completing the heat-resistant strengthener
다음으로, 폴리벤조옥사진 40 내지 50 중량부, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA: Propylene Glycol Methyl Ether Acetate) 30 내지 50 중량부, 실리카(Silica) 및 수산화알루미늄(Aluminum hydroxide) 및 초산리튬(Lithium acetate)을 포함하는 산도 조절제 20 내지 30 중량부를 혼합한 다음 70 내지 90℃ 및 0.01 내지 0.05bar에서 3 내지 5시간 동안 저압 건조한다.Next, 40 to 50 parts by weight of polybenzoxazine, 30 to 50 parts by weight of propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), silica, aluminum hydroxide, and lithium acetate. ) is mixed with 20 to 30 parts by weight of an acidity regulator containing and then dried under low pressure at 70 to 90°C and 0.01 to 0.05 bar for 3 to 5 hours.
프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA: Propylene Glycol Methyl Ether Acetate)는 C6H12O3의 분자식을 가지는 물질로서, 에틸에테르보다 용해도가 우수하고 독성이 낮은 상태로 상술한 폴리벤조옥사진을 용해 및 고르게 분산시키는 특성을 가진 용매이다. 이후, 저압 건조된 내열 강화제는 잔여 용매 및 성분이 제거된 분말 형태로 수득되는 것이 가능하다.Propylene Glycol Methyl Ether Acetate (PGMEA) is a substance with the molecular formula of C6H12O3, which has the property of dissolving and evenly dispersing the above-mentioned polybenzoxazine with better solubility and lower toxicity than ethyl ether. It is a solvent. Thereafter, the low-pressure dried heat-resistant strengthener can be obtained in powder form from which residual solvents and components have been removed.
산도 조절제는 내열 강화제의 산성도를 낮추어 산도 변화로 인한 탱크 본체(100), 특히 관통공(110) 주변 부위의 성능 하락을 방지하는 역할을 제공하기 위해 첨가되는 것으로서, 유효 성분으로서 실리카, 수산화알루미늄, 초산리튬을 포함할 수 있으며, 더욱 상세한 설명은 후술하도록 한다.The acidity regulator is added to lower the acidity of the heat-resistance enhancer to prevent a decrease in performance of the tank body 100, especially the area around the through hole 110, due to changes in acidity. The active ingredients include silica, aluminum hydroxide, It may contain lithium acetate, and a more detailed description will be provided later.
이러한 과정을 통해 제조된 내열 강화제는 본 발명의 탱크 본체(100), 특히 관통공(110) 주변 부위의 내열성을 강화하는 역할을 제공하여 장시간 동안 안정적으로 관통공(110)에 삽입된 히터(200)를 사용할 수 있는 환경을 제공한다.The heat resistance enhancer manufactured through this process serves to strengthen the heat resistance of the tank body 100 of the present invention, especially the area around the through hole 110, and stably inserts the heater 200 into the through hole 110 for a long period of time. ) provides an environment in which to use.
더 나아가, 본 발명의 산도 조절제는 내열 강화제의 산성도를 낮추어 비가열 유체가 특히 산성 액체이고 일부가 관통공(110) 내로 유입되면서 관통공(110) 주변 부위에서 산도 변화를 유발하는 것을 방지하는 역할을 제공할 수 있다. Furthermore, the acidity regulator of the present invention serves to lower the acidity of the heat resistance enhancer and prevent the non-heating fluid from being particularly acidic and a portion of the fluid flowing into the through hole 110 from causing a change in acidity in the area around the through hole 110. can be provided.
더불어, 상술한 내열 강화제를 보조하여 시공성을 보다 증진시킬 뿐 아니라, 피가열 유체의 산성으로 관통공(110) 주변 부위에서 열화가 발생하여 강성 및 내충격성이 떨어지는 문제를 효율적으로 방지할 수 있다.In addition, by assisting with the above-described heat-resistance strengthener, not only can constructability be further improved, but the problem of deterioration of rigidity and impact resistance due to deterioration occurring in the area around the through hole 110 due to the acidity of the fluid to be heated can be effectively prevented.
나아가 바람직하게, 본 발명의 산도 조절제는 상술한 실리카, 수산화알루미늄, 초산리튬 이외에도 추가적인 조성물을 더 포함할 수 있는데, 이러한 산도 조절제를 제조하는 단계에 대해 보다 상세히 설명하자면 다음과 같다.Furthermore, preferably, the acidity regulator of the present invention may further include additional compositions in addition to the silica, aluminum hydroxide, and lithium acetate described above. The steps for producing this acidity regulator are described in more detail as follows.
도 8은 본 발명의 산도 조절제 제조 단계를 나타낸 순서도이다.Figure 8 is a flowchart showing the manufacturing steps of the acidity regulator of the present invention.
도 8을 참조하여 설명하면, 상술한 산도 조절제는, 뮬라이트(Mullite)를 제조하는 단계(S31), 중간 물질을 제조하는 단계(S32), 산도 조절제를 완성하는 단계(S33)를 통해 제조될 수 있다.8, the acidity regulator described above can be manufactured through the step of preparing mullite (S31), the step of preparing the intermediate material (S32), and the step of completing the acidity regulator (S33). there is.
(S31) 뮬라이트를 제조하는 단계(S31) Steps for producing mullite
먼저, 실리카(Silica) 40 내지 50 중량부, 수산화알루미늄(Aluminum hydroxide) 40 내지 50 중량부, 불화알루미늄(Aluminium fluoride) 5 내지 15 중량부를 900 내지 1200℃에서 1 내지 3시간 동안 가열한 다음 분쇄하여 뮬라이트(Mullite)를 제조한다.First, 40 to 50 parts by weight of silica, 40 to 50 parts by weight of aluminum hydroxide, and 5 to 15 parts by weight of aluminum fluoride are heated at 900 to 1200°C for 1 to 3 hours and then pulverized. Manufactures mullite.
실리카 및 수산화알루미늄은 공유결합을 이루어 뮬라이트를 형성하는 물질이며, 불화알루미늄은 공유결합을 이루는 속도를 조절하는 역할을 수행할 수 있다.Silica and aluminum hydroxide are substances that form mullite by forming covalent bonds, and aluminum fluoride can play a role in controlling the speed of forming covalent bonds.
이와 같은 방식으로 제조된 뮬라이트에는 낮은 밀도를 가진 알칼리 금속이 흡착되는 것이 가능하다.It is possible for alkali metals with low density to be adsorbed on mullite prepared in this way.
(S32) 중간 물질을 제조하는 단계(S32) Preparing intermediate materials
다음으로, 뮬라이트(Mullite) 30 내지 40 중량부, 초산리튬(Lithium acetate) 30 내지 40 중량부, 정제수 30 내지 40 중량부를 50 내지 70℃에서 3 내지 5시간 동안 혼합하여 중간 물질을 제조한다.Next, 30 to 40 parts by weight of mullite, 30 to 40 parts by weight of lithium acetate, and 30 to 40 parts by weight of purified water are mixed at 50 to 70° C. for 3 to 5 hours to prepare an intermediate material.
초산리튬은 산도 조절제에 리튬을 제공하는 역할을 수행함과 동시에 본 발명의 산도 조절제가 지나치게 알칼리성을 나타내는 것을 방지할 수 있다. 이러한 초산리튬으로부터 리튬 이온이 이온화됨에 따라 뮬라이트에 흡착될 수 있으며, 이때 리튬 이온은 수산기를 포함하는 수산화리튬(Lithium hydroxide) 형태로 흡착되어 산성화된 부위를 알칼리화하는 기능을 제공할 수 있다.Lithium acetate plays the role of providing lithium to the acidity regulator and can simultaneously prevent the acidity regulator of the present invention from being excessively alkaline. As lithium ions are ionized from lithium acetate, they may be adsorbed on mullite. In this case, lithium ions may be adsorbed in the form of lithium hydroxide containing a hydroxyl group, thereby providing the function of alkalizing the acidified site.
(S33) 산도 조절제를 완성하는 단계(S33) Steps to complete the acidity regulator
마지막으로, 중간 물질 80 내지 90 중량부, 에탄올(Ethanol) 10 내지 20 중량부를 700 내지 1000℃ 및 500 내지 800bar에서 가압하여 산도 조절제를 완성한다.Finally, 80 to 90 parts by weight of the intermediate material and 10 to 20 parts by weight of ethanol are pressed at 700 to 1000°C and 500 to 800 bar to complete the acidity regulator.
에탄올은 휘발성이 강한 물질로서, 본 발명의 산도 조절제에 포함된 불순물이나 미반응 물질들을 제거하는 역할을 제공할 수 있다. 또한, 가압 단계를 거침으로써 산도 조절제의 유효 성분 이외의 불필요한 물질들이 잔류하는 것을 이중으로 방지할 수 있다.Ethanol is a highly volatile substance, and can serve to remove impurities or unreacted substances contained in the acidity regulator of the present invention. In addition, by going through the pressurization step, it is possible to doubly prevent unnecessary substances other than the active ingredients of the acidity regulator from remaining.
이와 같은 본 발명의 산도 조절제에 따르면, 피가열 유체의 일부 유입에 의해 관통공(110) 주변 부위가 열화되는 문제를 방지할 수 있는 내구성을 증진하는 것은 물론 후술할 실험 결과에 의하면 내투수성을 보유할 수 있는 것을 확인하여 관통공(110) 내부에 불필요한 습기가 잔류하여 히터(200) 구동 시 전기적인 문제, 예를 들어 단락 등의 문제가 발생하는 개연성을 줄일 수 있음을 확인하였다. According to the acidity regulator of the present invention, durability is improved to prevent the problem of deterioration of the area around the through hole 110 due to partial inflow of the fluid to be heated, and according to experimental results to be described later, water permeability resistance is improved. By confirming that it can be retained, it was confirmed that unnecessary moisture remaining inside the through hole 110 can reduce the probability of electrical problems, such as short circuits, occurring when the heater 200 is driven.
나아가 산도 변화에 취약한 비가열 유체를 탱크 본체에 안정적으로 저장할 수 있거 탱크 본체(100)에 저장할 수 있는 피가열 유체의 범위를 확장할 수 있는 특성도 겸비한다.Furthermore, it has the characteristic of being able to stably store unheated fluids vulnerable to changes in acidity in the tank body and expanding the range of heated fluids that can be stored in the tank body 100.
이하, 본 발명의 내열 강화제에 따른 물성을 설명하기 위해 실시예 및 비교예의 평가 결과를 비교하여 설명하도록 한다. Hereinafter, in order to explain the physical properties of the heat-resistant strengthener of the present invention, the evaluation results of Examples and Comparative Examples will be compared and explained.
실시예는 1 내지 3으로 구성되어 있고, 비교예 1은 본 발명의 내열 강화제를 포함하지 않은 폴리에스테르이다.Examples consist of 1 to 3, and Comparative Example 1 is polyester that does not contain the heat-resistant strengthening agent of the present invention.
<실시예 1><Example 1>
1. 산도 조절제의 제조1. Preparation of acidity regulator
실리카 45g, 수산화알루미늄 45g, 불화알루미늄 10g을 1000℃에서 2시간 동안 가열한 다음 분쇄하여 뮬라이트 100g을 제조하였다.45 g of silica, 45 g of aluminum hydroxide, and 10 g of aluminum fluoride were heated at 1000°C for 2 hours and then pulverized to prepare 100 g of mullite.
뮬라이트 35g, 초산리튬 35g, 정제수 30g을 60℃에서 4시간 동안 혼합하여 중간 물질 100g을 제조하였다.35 g of mullite, 35 g of lithium acetate, and 30 g of purified water were mixed at 60°C for 4 hours to prepare 100 g of an intermediate material.
중간 물질 85g, 에탄올 15g을 800℃ 및 700bar에서 가압하여 산도 조절제 100g을 제조하였다.100g of acidity regulator was prepared by pressurizing 85g of intermediate material and 15g of ethanol at 800°C and 700bar.
2. 내열 강화제의 제조2. Preparation of heat-resistant strengthener
아세트알데히드 45g, 아닐린 35g, 비스페놀 A 20g을 120℃에서 50분 동안 혼합하여 폴리벤조옥사진 100g을 제조하였다.100 g of polybenzoxazine was prepared by mixing 45 g of acetaldehyde, 35 g of aniline, and 20 g of bisphenol A at 120°C for 50 minutes.
폴리벤조옥사진 40g, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 40g, 상술한 1.의 과정을 통해 제조된 산도 조절제 20g을 혼합하여 80℃ 및 0.03bar에서 4시간 동안 저압 건조하여 내열 강화제 100g을 제조하였다.40 g of polybenzoxazine, 40 g of propylene glycol methyl ether acetate, and 20 g of the acidity regulator prepared through the process of step 1 above were mixed and dried under low pressure at 80°C and 0.03 bar for 4 hours to prepare 100 g of a heat resistance strengthener.
<실시예 2><Example 2>
1. 산도 조절제의 제조1. Preparation of acidity regulator
실리카 25g, 수산화알루미늄 25g, 초산리튬 50g을 혼합하여 산도 조절제 100g을 제조하였다.100g of acidity regulator was prepared by mixing 25g of silica, 25g of aluminum hydroxide, and 50g of lithium acetate.
2. 내열 강화제의 제조2. Preparation of heat-resistant strengthener
아세트알데히드 45g, 아닐린 35g, 비스페놀 A 20g을 120℃에서 50분 동안 혼합하여 폴리벤조옥사진 100g을 제조하였다.100 g of polybenzoxazine was prepared by mixing 45 g of acetaldehyde, 35 g of aniline, and 20 g of bisphenol A at 120°C for 50 minutes.
폴리벤조옥사진 40g, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 40g, 상술한 1.의 과정을 통해 제조된 산도 조절제 20g을 혼합하여 80℃ 및 0.03bar에서 4시간 동안 저압 건조하여 내열 강화제 100g을 제조하였다.40 g of polybenzoxazine, 40 g of propylene glycol methyl ether acetate, and 20 g of the acidity regulator prepared through the process of step 1 above were mixed and dried under low pressure at 80°C and 0.03 bar for 4 hours to prepare 100 g of a heat resistance strengthener.
<실시예 3><Example 3>
1. 내열 강화제의 제조1. Preparation of heat-resistant strengthener
아세트알데히드 45g, 아닐린 35g, 비스페놀 A 20g을 120℃에서 50분 동안 혼합하여 폴리벤조옥사진 100g을 제조하였다.100 g of polybenzoxazine was prepared by mixing 45 g of acetaldehyde, 35 g of aniline, and 20 g of bisphenol A at 120°C for 50 minutes.
<비교예 1><Comparative Example 1>
폴리에스테르 100g을 준비하였다.100g of polyester was prepared.
이때, 상술한 실시예 1 내지 3에 첨가된 내열 강화제의 조성은 다음의 표 1과 같다. 여기서 각 값의 단위는 중량%이다. At this time, the composition of the heat resistance enhancer added in Examples 1 to 3 described above is shown in Table 1 below. Here, the unit of each value is weight%.
여기서 내열 강화제 1은 실시예 1에 첨가되었고, 내열 강화제 2는 실시예 2에 첨가되었으며, 내열 강화제 3은 실시예 3에 첨가되었다.Here, heat-resistant enhancer 1 was added to Example 1, heat-resistant enhancer 2 was added to Example 2, and heat-resistant enhancer 3 was added to Example 3.
더하여, 상술한 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 재료 배합비는 다음의 표 2와 같다. 여기서 각 값의 단위는 중량%이다.In addition, the material mixing ratios of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 described above are shown in Table 2 below. Here, the unit of each value is weight%.
제조된 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 조성물을 가로 1m, 세로 1m, 두께 1cm의 구조물 표면에 도포하여 건조 후 제조된 시료에 대한 시험을 실시하였다.The prepared compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were applied to the surface of a structure measuring 1 m in width, 1 m in length, and 1 cm in thickness, dried, and then tested on the prepared samples.
[실험예 3] 기본 물성 시험[Experimental Example 3] Basic physical property test
1. 기계적 물성: 기계적 물성을 측정하기 위해 ASTM D638(50 mm/min)에 준하여 파산시의 인장강도 및 신장률을 측정하였다.1. Mechanical properties: To measure mechanical properties, tensile strength and elongation at breakage were measured according to ASTM D638 (50 mm/min).
2. 차열성능(℃): 10 ㎜×10 ㎜ 철판 위에 시료를 도포하여 충분히 건조시킨 후, 일정한 거리에서 100W 적외선 램프를 조사하면서 포장재의 표면 중앙에 온도 측정 센서를 설치하여 시간에 따른 샘플 표면의 온도를 측정하였다. 이때 램프 조사 시간은 일반적으로 4시간 정도이면 정지상(steady-state) 상태에 도달하므로 평균 4시간으로 측정하였다.2. Heat shielding performance (℃): After applying the sample on a 10 mm The temperature was measured. At this time, the lamp irradiation time was measured as an average of 4 hours because the steady-state state is generally reached in about 4 hours.
3. 투습도: KS F 4936에 따라 투습도를 측정하였다.3. Water vapor transmission rate: Water vapor transmission rate was measured according to KS F 4936.
4. 내투수성: KS F 4936에 따라 0.1MPa의 수압을 1시간 동안 가한 뒤, 거름종이로 약 10초 동안 가볍게 닦아낸 후 도막재 아래의 밑판에 물이 투수되어 젖어 있는지를 확인하여 내투수성을 측정하였다.4. Permeability resistance: In accordance with KS F 4936, apply water pressure of 0.1 MPa for 1 hour, wipe lightly with filter paper for about 10 seconds, and check whether water is permeated into the bottom plate under the coating material and wet. Sex was measured.
(psi)tensile strength
(psi)
(%)elongation rate
(%)
(℃)Heat insulation performance
(℃)
상술한 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3는 비교예 1에 비하여, 인장강도, 신장률, 차열성능, 투습도, 내투수성이 월등하게 우수한 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 3 above, it can be confirmed that Examples 1 to 3 of the present invention are significantly superior to Comparative Example 1 in tensile strength, elongation, heat insulation performance, moisture permeability, and water permeability resistance.
나아가 실시예 1 내지 3의 비교 처리를 통해 다양한 물질들의 혼합 조성으로 이루어진 실시예 1이 실시예 2 내지 3보다 우수한 성능을 가지고 있음을 보여줄 수 있다.Furthermore, through comparative processing of Examples 1 to 3, it can be shown that Example 1, which consists of a mixed composition of various materials, has better performance than Examples 2 to 3.
[실험예 4] 내열성 시험[Experimental Example 4] Heat resistance test
1. 내열성 : 각각의 조성물을 300℃의 전기로에 1시간 동안 방치한 뒤, 표면의 색상, 강도, 부착력의 변화를 확인하여 내열성을 측정하였다. 1. Heat resistance: Each composition was left in an electric furnace at 300°C for 1 hour, and the heat resistance was measured by checking changes in surface color, strength, and adhesion.
상기 표 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1에 비하여 내열성이 우수한 것을 확인할 수 있다.When described with reference to Table 4, it can be confirmed that Examples 1 to 3 of the present invention have superior heat resistance compared to Comparative Example 1.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 직접 가열 방식의 히터를 내장한 보온 탱크의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.As explained so far, the configuration and operation of the thermal insulation tank with a built-in direct heating type heater according to the present invention has been expressed in the above description and drawings, but this is only an example and the idea of the present invention is not reflected in the above description and drawings. It is not limited, and of course, various changes and modifications are possible without departing from the technical spirit of the present invention.
100: 탱크 본체 101: 커버
110: 관통공 111: 넥
120: 플랜지 200: 히터
210: 컨트롤러 220: 발열부
221: 완충관 222: 발열관
230: 보강부 240: 캡
250: 온도 조절기100: tank body 101: cover
110: Through hole 111: Neck
120: Flange 200: Heater
210: Controller 220: Heating unit
221: buffer tube 222: heating tube
230: reinforcement part 240: cap
250: Temperature controller
Claims (8)
피가열 유체를 저장한 탱크 본체;
상기 탱크 본체의 적어도 일 측에서 관통된 관통공;
상기 관통공에 삽입되어 상기 탱크 본체의 내부 공간까지 연장된 상태로 상기 피가열 유체를 가열하는 히터;
관통공의 내주 면에 코팅된 내열 강화제;를 포함하되,
상기 내열 강화제는,
아세트알데히드(Acetaldehyde) 40 내지 50 중량부, 아닐린(Aniline) 30 내지 40 중량부, 비스페놀 A(Bisphenol A, BPA) 20 내지 30 중량부를 100 내지 130℃에서 30 내지 60분 동안 혼합하여 폴리벤조옥사진을 제조하는 단계;
상기 폴리벤조옥사진 40 내지 50 중량부, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA: Propylene Glycol Methyl Ether Acetate) 30 내지 50 중량부, 실리카(Silica) 및 수산화알루미늄(Aluminum hydroxide) 및 초산리튬(Lithium acetate)을 포함하는 산도 조절제 20 내지 30 중량부를 혼합하여 70 내지 90℃ 및 0.01 내지 0.05bar에서 3 내지 5시간 동안 저압 건조하여 내열 강화제를 완성하는 단계;를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는, 보온 탱크.A thermal insulation tank with a built-in direct heating heater,
A tank body storing the fluid to be heated;
A through hole formed in at least one side of the tank body;
a heater inserted into the through hole and extending to the internal space of the tank body to heat the fluid to be heated;
Including a heat-resistant strengthener coated on the inner peripheral surface of the through hole,
The heat resistance strengthener is,
40 to 50 parts by weight of acetaldehyde, 30 to 40 parts by weight of aniline, and 20 to 30 parts by weight of bisphenol A (BPA) are mixed at 100 to 130°C for 30 to 60 minutes to produce polybenzoxazine. manufacturing a;
40 to 50 parts by weight of the polybenzoxazine, 30 to 50 parts by weight of propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), silica, aluminum hydroxide, and lithium acetate. Characterized in that it is manufactured through the step of mixing 20 to 30 parts by weight of an acidity regulator containing and drying at low pressure for 3 to 5 hours at 70 to 90 ° C. and 0.01 to 0.05 bar to complete the heat resistance strengthener.
상기 히터는,
상기 관통공 내에 위치하여 발열부의 구동을 제어하는 컨트롤러 및,
상기 내부 공간으로 연장된 것으로 발열체를 발열하는 발열부와,
상기 컨트롤러와 발열부 사이에 위치하여 상기 관통공과 상기 내부 공간의 경계 부위를 밀폐 처리하는 보강부 및,
상기 컨트롤러의 외측 단에 결합된 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는, 보온 탱크. According to clause 1,
The heater is,
A controller located in the through hole to control the operation of the heating unit,
A heating part extending into the internal space and generating heat from the heating element,
A reinforcing part located between the controller and the heating part to seal the boundary between the through hole and the internal space,
A thermal insulation tank, characterized in that it includes a cap coupled to the outer end of the controller.
상기 컨트롤러는,
타이머와 연동하여 설정 시간에 구동의 on/off 조절 및 온도 설정을 할 수 있는 기능을 포함한 것을 특징으로 하는, 보온 탱크.According to clause 2,
The controller is,
A thermal insulation tank characterized by including a function to control the operation on/off and set the temperature at a set time in conjunction with a timer.
상기 히터는,
온도를 감지하는 온도감지센서를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 온도감지센서에서 측정한 온도의 고저에 따라 가열 출력을 조절하는 기능을 포함한 것을 특징으로 하는, 보온 탱크.According to clause 2,
The heater is,
Includes a temperature sensor that detects temperature,
The controller is,
A thermal insulation tank, characterized in that it includes a function to adjust the heating output according to the temperature measured by the temperature sensor.
상기 발열부는,
상기 발열체 없이 상기 보강부에서 상기 내부 공간으로 연장된 완충관과,
상기 완충관의 단부에서 상기 내부 공간으로 추가 연장된 것으로, 상기 발열체를 포함한 상태로 상기 발열체를 발열하는 발열관을 포함한 것을 특징으로 하는, 보온 탱크.According to clause 2,
The heating unit,
A buffer pipe extending from the reinforcement portion to the internal space without the heating element,
A thermal insulation tank extending further from the end of the buffer pipe into the internal space and including a heating tube that generates heat from the heating element while including the heating element.
상기 산도 조절제는,
실리카(Silica) 40 내지 50 중량부, 수산화알루미늄(Aluminum hydroxide) 40 내지 50 중량부, 불화알루미늄(Aluminium fluoride) 5 내지 15 중량부를 900 내지 1200℃에서 1 내지 3시간 동안 가열한 다음 분쇄하여 뮬라이트(Mullite)를 제조하는 단계;
상기 뮬라이트(Mullite) 30 내지 40 중량부, 초산리튬(Lithium acetate) 30 내지 40 중량부, 정제수 30 내지 40 중량부를 50 내지 70℃에서 3 내지 5시간 동안 혼합하여 중간 물질을 제조하는 단계;
상기 중간 물질 80 내지 90 중량부, 에탄올(Ethanol) 10 내지 20 중량부를 700 내지 1000℃ 및 500 내지 800bar에서 가압하여 산도 조절제를 완성하는 단계;를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는, 보온 탱크.According to clause 1,
The acidity regulator,
40 to 50 parts by weight of silica, 40 to 50 parts by weight of aluminum hydroxide, and 5 to 15 parts by weight of aluminum fluoride are heated at 900 to 1200°C for 1 to 3 hours and then ground to obtain mullite ( Step of manufacturing mullite);
Preparing an intermediate material by mixing 30 to 40 parts by weight of mullite, 30 to 40 parts by weight of lithium acetate, and 30 to 40 parts by weight of purified water at 50 to 70°C for 3 to 5 hours;
Characterized in that it is manufactured through the step of pressurizing 80 to 90 parts by weight of the intermediate material and 10 to 20 parts by weight of ethanol at 700 to 1000 ° C. and 500 to 800 bar to complete the acidity regulator.
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| KR20060088514A (en) | 2006-06-18 | 2006-08-04 | 문성호 | Heat cover for fuel tank |
| KR100789934B1 (en) * | 2006-04-17 | 2008-01-02 | 주식회사 상천 | A Coating Structure For Inlet/Outlet of Fluid Tank |
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2023
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