KR102598851B1 - 건조사 제조 및 분사 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건조사 제조 및 분사 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 건조사 제조 및 분사 방법은, 호퍼에 투입되는 모래의 수분 함량을 측정하는 단계와, 측정한 모래의 수분 함량에 기초하여 건조 시간을 산출하는 단계와, 호퍼로부터 이송 모듈로 유입된 모래를 산출한 건조 시간에 따른 이송 속도로 모래 분사 모듈을 향해 이송하며 가열 건조하는 단계, 그리고 이송 모듈로부터 이송된 건조 모래를 모래 분사 모듈을 이용하여 분사하는 단계를 포함한다. 이에 의해 본 발명은 금속 화재 현장 주변의 모래 상태에 상관없이 금속 화재 진화에 요구되는 충분한 양의 건조 모래를 현지 조달 가능하도록 하고, 나아가서는 주변 모래의 습도 조건과 상관없이 충분히 건조된 모래를 생산할 수 있으며 동시에 주변 모래의 습도가 낮을 시에는 건조 모래의 빠른 생산이 가능하도록 하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 건조사 제조 및 분사 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모래를 호퍼에 투입하면 투입한 모래를 모래 분사 모듈을 향해 이송하는 과정에서 가열 건조하여 금속 화재 현장에서 직접 건조 모래를 제조하여 분사 가능하도록 하며, 나아가서는 투입되는 모래의 습도에 맞추어 모래의 가열 건조 시간을 자동 조절하여 주변 모래의 습도 조건과 상관없이 충분히 건조된 모래를 생산할 수 있으며 동시에 주변 모래의 습도가 낮을 시에는 건조 모래의 빠른 생산이 가능하도록 하는 건조사 제조 및 분사 방법에 관한 것이다.
알려진 바와 같이 화재란 급속히 연소하는 산화현상이며 인간의 의도와 반대로 확대되거나 방화에 의하여 발생된 소화에 필요성이 있는 연소현상을 의미한다. 통상적으로 우리나라에서는 발화 원인 및 발화 물질에 따라 화재를 Ａ급 화재, Ｂ급 화재, Ｃ급 화재, Ｄ급 화재로 분류하고 있으며, 이러한 화재는 그 분류에 따라 진화 방법 또한 달라진다.
A급 화재란, 일반 화재를 의미하는 것으로 구체적으로는 나무, 종이 등 일반적인 가연성 물체에 불이 붙어 발생한 화재를 의미한다. 대부분의 화재가 이 A급 화재에 해당하며, 가장 확실한 진화 수단으로는 탈 물질을 제거하거나 물을 뿌려 온도를 낮추거나 산소를 차단하는 방법 모두 사용할 수 있다.
B급 화재란, 유류 화재를 의미하는 것으로 구체적으로는 주유소 화재, 탱크 전복 사고 등으로 기름에 불이 붙어 발생한 화재를 B급 화재로 분류한다. 기름은 물 위에 뜨기 때문에 물로 진화를 시도할 경우 불이 꺼지기는커녕 오히려 확산된다. 따라서 통상적으로 B급 화재의 진화 수단으로는 모래나 소화기가 사용되며 물은 사용되지 않는다. 물론, 물보다 무거운 인화성액체로 인한 B급 화재는 물을 이용하여 진화 가능하며 계면활성제를 녹인물로는 B급 화재를 진화 가능하다.
C급 화재란, 전기 화재를 의미하는 것으로 구체적으로는 누전, 합선 등으로 피복재 등에 불이 붙어 발생한 화재를 C급 화재로 분류한다. 전기 화재 역시 물을 써서는 안 된다. 감전의 원인이 될 수 있고 물을 따라 전기가 흐르면서 화재가 더 커질 가능성이 있기 때문이다. 다만, 전기 공급을 차단한 이후에는 A형 화재와 같은 방법으로 불을 진화할 수 있으며, 물을 이용한 진화 또한 가능하다.
D급 화재란, 급속 화재를 의미하는 것으로 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 마그네슘과 같은 반응성이 높은 알칼리 금속으로 인한 화재를 의미한다. 이와 같은 D 급 화재의 진화에는 물은 물론 통상적인 소화기 또한 사용할 수 없다. 특히, 금속 화재 진화에 물을 사용할 시, 화학반응으로 수소가 생성되어 수소 폭발이 일어날 수 있으므로 각별히 주의해야 한다.
이러한 금속 화재 진화에는 금속 화재 진화용 특수 소화기를 사용하거나 모래를 사용할 수 있다. 특히, 모래의 경우 주변에서 쉽게 구할 수 있기 때문에 소방관 역시 모래를 이용하여 급속 화재를 진화하곤 한다.
그런데 금속 화재의 진화 수단으로 모래 사용시 소정 이상의 수분을 함유한 젖은 모래를 사용한다면 젖은 모래의 수분으로 인한 폭발이 발생할 수 있어 금속 화재 진압에 모래를 사용할 때에는 충분히 건조된 모래를 사용해야 한다.
이에, 대한민국 등록특허 제10-1004048호의 '모래 건조장치'와 같이 모래를 건조시켜 건조 모래를 제조하는 장치가 개발되었다. 하지만, 이와 같은 장치를 이용하여 제조한 건조 모래를 상시 준비, 보관하였다가 소화에 충분한 양의 건조 모래를 금속 화재 현장으로 운반하여 사용하는 것에는 효율성 면에서 부적합하고, 금속 화재 현장에서의 건조 모래 조달은 한계가 존재한다.
본 발명은 위에서 언급한 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명이 이루고자 하는 목적은, 모래를 호퍼에 투입하면 투입한 모래를 모래 분사 모듈을 향해 이송하는 과정에서 가열 건조하여 금속 화재 현장에서 직접 건조 모래를 제조하여 분사 가능하도록 하며, 나아가서는 투입되는 모래의 습도에 맞추어 모래의 가열 건조 시간을 자동 조절하여 주변 모래의 습도 조건과 상관없이 충분히 건조된 모래를 생산할 수 있으며 동시에 주변 모래의 습도가 낮을 시에는 건조 모래의 빠른 생산이 가능하도록 하는 건조사 제조 및 분사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은, 주변 모래의 습도 조건에 따라 호퍼에서 이송 모듈로 유입되는 단위시간당 모래의 양을 조절하여 주변 모래의 습도가 높으면 건조 효율을 향상시키고 주변 모래의 습도가 낮으면 생산 효율을 향상시킬 수 있는 건조사 제조 및 분사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은, 모래 분사 모듈을 통해 분사되는 건조 모래의 습도를 측정하고 측정한 습도에 기초하여 건조 시간을 재산출하여 충분히 건조되지 못한 모래가 분사되는 경우 이를 감지하고 건조 시간을 연장함으로써 적정 건조 시간의 산출에 실패하여도 충분히 건조된 모래를 분사 가능하도록 하는 건조사 제조 및 분사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건조사 제조 및 분사 방법은, 호퍼에 투입되는 모래의 수분 함량을 측정하는 단계와, 측정한 모래의 수분 함량에 기초하여 건조 시간을 산출하는 단계와, 호퍼로부터 이송 모듈로 유입된 모래를 산출한 건조 시간에 따른 이송 속도로 모래 분사 모듈을 향해 이송하며 가열 건조하는 단계, 그리고 이송 모듈로부터 이송된 건조 모래를 모래 분사 모듈을 이용하여 분사하는 단계를 포함한다.
이때, 건조 시간을 산출하는 단계는 측정한 모래의 수분 함량에 비례하게 건조 시간을 산출하고, 이송하며 가열 건조하는 단계에서는, 이송 모듈에 구비되는 이송 스크류의 회전 속도를 산출한 건조 시간에 반비례하게 조절하여 이송 속도를 조절할 수 있다.
또한, 건조사 제조 및 분사 방법은 호퍼에 투입된 모래를 이송 모듈로 유입시키는 단계를 더 포함하고, 호퍼에 투입된 모래를 이송 모듈로 유입시키는 단계에서는 단위시간당 모래 유입량이 산출한 건조 시간에 반비례하도록 모래를 유입시킬 수 있다.
또한, 건조사 제조 및 분사 방법은 호퍼에 구비된 열선을 작동하여 호퍼에 투입된 모래를 1차 가열 건조시키는 단계를 더 포함하고, 이송하며 가열 건조하는 단계에서는 호퍼로부터 유입된 모래를 모래 분사 모듈에 이송하며 2차 가열 건조할 수 있다.
또한, 건조사 제조 및 분사 방법은 모래 분사 모듈을 통해 분사되는 건조 모래의 수분 함량을 측정하는 단계와 측정한 건조 모래의 수분 함량에 기초하여 건조 시간을 재산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 건조 시간을 재산출하는 단계는 측정한 건조 모래의 수분 함량이 기준 함량 이상이면 건조 시간을 연장할 수 있다.
본 발명에 의하면, 모래를 호퍼에 투입하면 투입한 모래를 모래 분사 모듈을 향해 이송하는 과정에서 가열 건조하여 금속 화재 현장에서 직접 건조 모래를 제조하여 분사 가능하도록 함으로써 금속 화재 현장 주변의 모래 상태에 상관없이 금속 화재 진화에 요구되는 충분한 양의 건조 모래를 현지 조달 가능하도록 하고, 나아가서는 투입되는 모래의 습도에 맞추어 모래의 가열 건조 시간을 자동 조절하여 주변 모래의 습도 조건과 상관없이 충분히 건조된 모래를 생산할 수 있으며 동시에 주변 모래의 습도가 낮을 시에는 건조 모래의 빠른 생산이 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 주변 모래의 습도 조건에 따라 호퍼에서 이송 모듈로 유입되는 단위시간당 모래의 양을 조절하여 주변 모래의 습도가 높을 때에는 건조 효율을 향상시켜 습도가 높은 모래도 충분히 건조시킬 수 있고, 주변 모래의 습도가 낮을 때에는 생산 효율을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 모래 분사 모듈을 통해 분사되는 건조 모래의 습도를 측정하고 측정한 습도에 기초하여 건조 시간을 재산출하여 충분히 건조되지 못한 모래가 분사되는 경우 이를 감지하고 건조 시간을 연장함으로써 적정 건조 시간의 산출에 실패하여도 충분히 건조된 모래를 분사 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조사 제조 및 분사 방법이 적용되는 건조사 제조 및 분사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조사 제조 및 분사 장치의 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조사 제조 및 분사 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 호퍼의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 모듈과 가열 모듈의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 모듈과 모래 분사 모듈의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조사 제조 및 분사 장치의 기능 블록도이다.
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도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 모듈과 모래 분사 모듈의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 건조사 제조 및 분사 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조사 제조 및 분사 방법이 적용되는 건조사 제조 및 분사 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조사 제조 및 분사 장치의 기능 블록도이다.
본 실시예에 따른 건조사 제조 및 분사 방법(이하, '건조사 분사 방법'이라 한다)은 금속 화재 현장에서 직접 건조 모래를 제조하여 분사 가능하도록 하며, 나아가서는 투입되는 모래의 습도에 맞추어 모래의 가열 건조 시간을 자동 조절하여 주변 모래의 습도 조건과 상관없이 충분히 건조된 모래를 생산할 수 있으며 동시에 주변 모래의 습도가 낮을 시에는 건조 모래의 빠른 생산이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이를 위해, 본 실시예에 따른 건조사 분사 방법이 적용되는 건조사 제조 및 분사 장치(이하, '건조사 분사 장치'라 한다)는 모래를 투입하는 호퍼(10)와, 호퍼(10)에 투입한 모래를 모래 분사 모듈(50)을 향해 이송하는 이송 모듈(20)과, 모래 분사 모듈(50)로 이송되는 모래를 건조하는 가열 모듈(30)과, 이송 모듈(20)로부터 이송된 건조 모래 중 소정 체적 미만의 건조 모래를 분리하여 모래 분사 모듈(50)에 공급하는 분리 모듈(40)과, 분리 모듈(40)로부터 공급받은 건조 모래를 분사하는 모래 분사 모듈(50)과, 호퍼(10)에 투입되는 모래의 수분 함량을 측정하는 제1 수분 측정 모듈(60)과, 투입된 모래의 수분 함량이 소정 미만이 되기까지 필요한 건조 시간을 산출하는 건조 시간 산출부(70), 그리고 이송 모듈(20)의 이송 속도를 제어하는 이송 제어부(80)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 호퍼(10)에는 주변의 모래가 투입되는데, 이때, 투입되는 모래는 이후 건조 과정을 거치기 때문에 수분 함량에 상관없이 아무 모래나 투입 가능하다.
바람직하게, 호퍼(10)에는 호퍼 열선(도 4의 12)이 구비되어 투입된 모래가 이송 모듈(20)에서 가열 건조되기 전에 1차 건조된 상태로 이송 모듈(20)에 유입되도록 할 수 있는데, 이를 포함한 호퍼(10)에 관한 보다 상세한 설명은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
이송 모듈(20)은 지면과 수평 방향으로 배치되는 소정 길이의 이송 경로를 형성할 수 있다. 호퍼(10)는 이송 모듈(20)의 일측 상단에 배치되며 호퍼(10)를 통과한 모래는 이송 모듈(20)의 일측으로 유입될 수 있다. 이송 모듈(20)은 일측에서 유입된 모래를 이송 경로를 따라 타측 아래에 배치되는 분리 모듈(40)로 이송하는데, 이 과정에서 이송되는 모래가 2차 건조될 수 있다.
구체적으로, 모래가 이송 모듈(20)을 따라 이송되는 과정에서 건조되도록 모래를 가열 건조하는 가열 모듈(30)은 이송 모듈(20)의 일부 구간을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 즉, 이송 모듈(20)을 따라 모래 분사 모듈(50)을 향해 이송되는 모래는 이송 모듈(20)의 둘레를 감싸는 가열 모듈(30)에서 발생하는 열기에 의해 건조될 수 있다.
이송 중에 가열 모듈(30)에 의해 가열되어 건조된 모래가 분리 모듈(40)에 이송되면, 분리 모듈(40)은 이송된 건조 모래를 체적별로 분리하여 소정 체적 이상의 건조 모래는 외부로 배출하고 소정 체적 미만의 건조 모래는 모래 분사 모듈(50)에 공급할 수 있다. 모래 분사 모듈(50)은 공급된 건조 모래를 분사할 수 있다. 구체적으로, 모래 분사 모듈(50)은 압축 공기를 발생시고 발생시킨 압축 공기를 외부로 분사함으로써 건조 모래를 압축 공기와 함께 분사할 수 있다.
이와 같은 구성들에 의해 본 발명은 별도의 건조 모래를 준비하지 않고도 금속 화재 현장 주변의 모래를 이용하여 직접 건조 모래를 제조하며 제조한 건조 모래를 즉시 분사 가능하도록 할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 건조사 분사 장치는 금속 화재 현장 주변의 모래 상태(습도)에 상관없이 금속 화재 진화에 요구되는 충분한 양의 건조 모래를 현지 조달 가능하다.
한편, 도 2를 참조하면, 제1 수분 측정 모듈(60)은 호퍼(10)에 투입되는 모래의 수분 함량을 측정하고, 건조 시간 산출부(70)는 제1 수분 측정 모듈(60)에서 측정한 투입 모래의 수분 함량에 기초하여 투입된 모래의 수분 함량이 소정 미만이 되기까지 필요한 건조 시간을 산출할 수 있다.
구체적으로, 제1 수분 측정 모듈(60)은 별도로 구비되어 금속 화재 현장 주변의 모래(호퍼에 투입 예정인 모래)에 함유된 수분량을 측정하거나 또는 호퍼(10) 내부에 배치되어 호퍼(10)에 투입되는 모래의 수분 함량을 측정할 수 있다. 여기서 제1 수분 측정 모듈(60)로는 함수율 측정기가 적용될 수 있다.
건조 시간 산출부(70)는 측정한 모래의 수분 함량에 비례하게 건조 시간을 산출하여 호퍼(10)에 투입된 모래의 수분 함량이 높을수록 더 오랜 시간 동안 건조 공정이 이루어지도록 할 수 있다. 여기서 건조 시간 산출부(70)에서 산출하는 건조 시간은 건조사 분사 장치의 규모, 모래 건조를 위해 구비되는 각 열선의 출력 온도 등의 조건에 따라 다르게 산출될 수 있다.
건조 시간이 산출되면 이송 제어부(80)는 산출된 건조 시간에 따라 이송 모듈(20) 상에서 모래가 건조되는 시간이 조절되도록 이송 모듈(20)을 작동 제어할 수 있다. 구체적으로, 이송 제어부(80)는 이송 모듈(20)에서 모래를 이송시키는 이송 스크류(도 5의 21)의 회전 속도를 제어하여 이송 모듈(20)의 이송 속도를 제어할 수 있다.
이송 제어부(80)는 건조 시간이 산출되면 이송 모듈(20)에서 산출된 건조 시간 동안 모래가 건조될 수 있도록 이송 모듈(20)의 이송 속도 제어할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 이송 모듈(20)에서 모래가 건조되며 이송되는 이송 건조 구간의 길이가 1m라 가정하고 산출된 건조 시간이 10초일 때, 이송 제어부(80)는 이송 모듈(20) 상에서 모래가 10초 동안 건조될 수 있도록 이송 모듈(20)의 이송 속도를 0.1m/s로 제어할 수 있다.
이때, 이송 모듈(20) 상에서의 모래의 건조 정도는 모래의 이송 속도뿐 아니라 단위시간당 이송량에 의해서도 결정될 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 건조사 분사 장치는 모래의 수분 함량에 따라 이송 모듈(20)로 유입되는 모래의 단위시간당 유입량을 조절할 수 있다.
구체적으로, 호퍼(10) 하단부에는 하측으로 배출되는 모래의 양을 조절 가능하도록 게이트 밸브(도 4의 11)가 배치될 수 있는데, 게이트 밸브를 포함한 호퍼(10)에 관한 보다 구체적인 설명은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
이러한 게이트 밸브의 개방 정도를 제어하여 이송 모듈(20)에 유입되는 단위시간당 모래의 양을 조절하기 위해 본 실시예에 따른 건조사 분사 장치에는 호퍼 제어부(90)가 구비될 수 있다. 호퍼 제어부(90)는 호퍼(10)에 투입된 모래의 수분 함량에 따라 호퍼(10)의 게이트 밸브를 작동 제어하여 호퍼(10)의 개방 정도를 제어함으로써 이송 모듈(20)에 유입되는 단위시간당 모래의 양을 조절할 수 있다.
호퍼 제어부(90)는 제1 수분 측정 모듈(60)에서 측정한 모래의 수분 함량에 기초하여 호퍼(10)의 개방 정도를 제어할 수 있지만 바람직하게는 건조 시간 산출부(70)에서 산출한 건조 시간에 기초하여 호퍼(10)의 개방 정도를 제어할 수 있다. 건조 시간은 호퍼(10)에 투입되는 모래의 수분 함량뿐만 아니라 건조사 분사 장치의 규모, 모래 건조를 위해 구비되는 각 열선의 출력 온도 등의 조건이 적용되어 산출된 값이기 때문이다.
호퍼 제어부(90)는 산출된 건조 시간에 반비례하게 호퍼(10)의 개방 정도를 조절하여, 이송 모듈(20)에 유입되는 단위시간당 모래의 양이 산출된 건조 시간과 반비례하도록 할 수 있다. 따라서, 모래의 수분 함량이 높아 오랜 시간 동안 건조가 요구될 때에는 이송 모듈(20)에 단위시간당 적은 모래가 유입되도록 하여 건조 효율을 향상시키고 모래의 수분 함량이 낮아 짧은 시간의 건조가 요구될 때에는 이송 모듈(20)에 단위시간당 많은 모래가 유입되도록 하여 건조 모래 생산효율을 향상시킬 수 있다.
하지만, 이와 같이 비교적 짧은 건조 시간이 산출되어 이송 모듈(20)로의 단위시간당 모래 유입량이 증가하는 경우 건조가 충분히 이루어지지 않아 분사 모래에 소정 이상의 수분이 함유되어 금속 화재의 진화 과정에서 폭발이 발생할 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 실시예에 따른 건조사 분사 장치에는 모래 분사 모듈(50)에서 분사되는 건조 모래의 수분 함량을 측정하는 제2 수분 측정 모듈(100)이 더 구비될 수 있다.
도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 제2 수분 측정 모듈(100)은 건조 처리 과정이 완료되어 모래 분사 모듈(50)을 통해 분사되는 건조 모래의 수분 함량을 측정하기 위해 모래 분사 모듈(50)의 분사 경로 상에 배치되거나 또는 별도로 구비될 수 있다. 여기서 제2 수분 측정 모듈(100) 또한 제1 수분 측정 모듈(60)과 마찬가지로 함수율 측정기가 적용될 수 있다.
이때, 상술한 바와 같이 이송 모듈(20)에서 이송된 건조 모래는 분리 모듈(40)을 통해 체적에 따라 분리된 후 소정 체적 이상의 건조 모래는 외부로 배출하고 소정 체적 미만의 건조 모래만이 모래 분사 모듈(50)로 공급되는데, 제2 수분 측정 모듈(100)이 별도로 구비되는 경우 제2 수분 측정 모듈(100)은 외부로 배출된 소정 체적 이상의 건조 모래가 쌓이는 위치에 배치되어 소정 체적 이상의 건조 모래에 함유된 수분량을 측정할 수 있다. 이는, 제2 수분 측정 모듈(100)의 측정값이 모래 분사 모듈(50)에서 건조 모래 분사 과정에서 함께 분사되는 압축 공기에 영향을 받는 것을 방지하기 위함이다.
제2 수분 측정 모듈(100)에서 건조 모래의 수분 함량을 측정하면 건조 시간 산출부(70)는 건조 모래의 수분 함량 측정값에 기초하여 건조 시간을 재산출할 수 있다.
구체적으로, 건조 시간 산출부(70)는 건조 모래의 수분 함량이 기준 함량 이상이면 산출하였던 건조 시간에 기준 시간을 가산하여 건조 시간을 연장할 수 있다. 그리고 건조 시간이 연장되어 재산출되면 이송 제어부(80)는 재산출된 건조 시간에 따라 이송 모듈(20)의 이송 속도를 변경하여 다시 제어하고 호퍼 제어부(90)는 재산출된 건조 시간에 따라 호퍼(10)의 개방 정도를 변경하여 다시 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조사 제조 및 분사 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 건조사 분사 방법을 단계별로 살펴보면, 우선, 제1 수분 측정 모듈(60)이 호퍼(10)에 투입되는 모래의 수분 함량을 측정하고(S10), 건조 시간 산출부(70)에서 측정한 수분 함량에 기초하여 건조 시간을 산출할 수 있다(S20).
건조 시간이 산출되면, 산출된 건조 시간에 따른 이송 제어부(80)의 제어에 의해 이송 모듈(20)의 이송 속도가 제어되고 산출된 건조 시간에 따른 호퍼 제어부(90)의 제어에 의해 호퍼(10)의 개방 정도가 제어된 상태로, 모래의 이송 모듈(20)로의 유입과 이송 모듈(20)에서의 이송 및 건조가 이루어질 수 있다(S30).
이송 모듈(20)에서 건조 모래가 분리 모듈(40)로 이송되면 분리 모듈(40)은 이송된 건조 모래를 체적별로 분리하고, 분리한 건조 모래 중 소정 체적 미만의 모래를 모래 분사 모듈(50)에 공급할 수 있다(S40).
모래 분사 모듈(50)은 공급받은 소정 체적 미만의 모래를 분사하며(S50). 제2 수분 측정 모듈(100)은 분사되는 소정 체적 미만의 건조 모래 또는 분리 배출된 소정 체적 이상의 건조 모래로부터 수분 함량을 측정할 수 있다(S60).
건조 시간 산출부(70)는 제2 수분 측정 모듈(100)에서 측정한 수분 함량값이 기준 함량값 미만인지 판단하고(S70), 기준 함량값 미만이면(S70-Y), 건조 시간을 재산출 없이 산출하였던 건조 시간 값을 유지할 수 있다. 이때, 기준 함량값은 건조 모래가 금속 화재에 투입되어도 폭발이 발생하지 않을 정도의 수분 함량값일 수 있다.
반면에, 건조 시간 산출부(70)는 제2 수분 측정 모듈(100)에서 측정한 수분 함량값이 기준 함량값 이상이면(S70-N), 산출했던 건조 시간을 기준 시간만큼 연장하여 재산출할 수 있다(S80). 그리고 건조 시간이 재산출되면 재산출된 건조 시간에 따른 이송 제어부(80)의 제어에 의해 이송 모듈(20)의 이송 속도가 다시 제어되고 산출된 건조 시간에 따른 호퍼 제어부(90)의 제어에 의해 호퍼(10)의 개방 정도가 다시 제어된 상태로, 모래의 이송 모듈(20)로의 유입과 이송 모듈(20)에서의 이송 및 건조가 이루어질 수 있다(S30).
이러한 과정을 통해 본 실시예에 따른 건조사 분사 방법은 금속 화재 현장 주변의 모래 상태에 상관없이 금속 화재 진화에 요구되는 충분한 양의 건조 모래를 현지 조달 가능하도록 하고, 나아가서는 투입되는 모래의 습도에 맞추어 모래의 가열 건조 시간을 자동 조절하여 주변 모래의 습도 조건과 상관없이 충분히 건조된 모래를 생산할 수 있으며 동시에 주변 모래의 습도가 낮을 시에는 건조 모래의 빠른 생산이 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 호퍼의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
상술한 바와 같이 호퍼(10)는 모래가 투입되며 호퍼(10)에 투입된 모래는 이송 모듈(20)의 일측으로 유입될 수 있다.
도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면, 호퍼(10)는 투입된 모래를 하측으로 배출 가능하도록 하단이 개방 형성된다. 이때, 호퍼(10) 하단부에는 하측으로 배출되는 모래의 양을 조절 가능하도록 게이트 밸브(11)가 배치될 수 있다. 게이트 밸브(11)는 호퍼(10) 하단부의 개방 정도를 조절할 수 있으며 이를 통해 배출되는 모래의 양을 조절할 수 있다. 또한, 게이트 밸브(11)는 사용자에 의해 수동 조작될 수 있지만, 바람직하게는 상술한 바와 같이 호퍼 제어부(90)에 의해 자동 조작될 수 있다.
상술한 바와 같이 호퍼(10)에는 호퍼 열선(12)이 구비되어 이송 모듈(20)에 유입되는 모래를 1차 건조시킬 수 있다. 구체적으로, 호퍼(10)의 외벽에는 호퍼 열선(12)이 내장 배치될 수 있다. 호퍼 열선(12)은 호퍼(10)에 투입된 모래를 가열하여 1차 건조시킨다. 이러한 호퍼 열선(12)에 의한 1차 건조는 투입된 모래의 건조 정도를 향상시켜 이송 모듈(20)의 크기(길이)를 축소 가능하도록 할 수 있다.
바람직하게, 도면에 도시되지는 않았지만 호퍼(10)의 중심부에는 상하 방향으로 배치되는 호퍼 스크류가 구비될 수 있다. 호퍼 스크류는 호퍼(10)의 외벽과 소정 거리 이격 배치될 수 있다. 따라서, 호퍼(10)에 투입된 모래 중 호퍼 내부공간 중심부의 모래는 호퍼 스크류에 의해 상향 이동하여 호퍼 내부공간 가장자리부의 모래는 호퍼 스크류의 영향을 받지 않고 하향 이동하게 된다.
즉, 호퍼(10)에 투입된 모래 중, 호퍼 열선(12)이 내장된 호퍼(10) 외벽에 근접하여 호퍼 열선(12)의 가열 건조 영향을 크게 받는 모래는 하향 통과하여 이송 모듈(20)로 배출되고, 호퍼(10) 외벽에서 비교적 멀리 떨어져 호퍼 열선(12)의 가열 건조 영향을 적게 받는 모래는 이송 모듈(20)로 배출되지 못하고 호퍼 스크류에 의해 상향 이송되어 호퍼(10) 외벽 방향으로 밀려나 호퍼(10) 외벽에 근접한 경로를 통해 하향 이동하게 된다. 따라서, 호퍼 열선(12)에 의한 1차 건조가 호퍼(10)에 투입된 모래의 위치와 상관없이 고르게 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 모듈과 가열 모듈의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
상술한 바와 같이 이송 모듈(20)은 호퍼(10)로부터 배출된 모래를 모래 분사 모듈(50)에 이송하며, 가열 모듈(30)은 이송 모듈(20)에서 이송 중인 모래를 가열 건조할 수 있다. 이때, 호퍼(10)로부터 이송 모듈(20)로 배출되는 모래가 호퍼(10)에서 1차 건조된 모래이면, 1차 건조된 모래는 이송 모듈(20)에서 이송되는 중에 가열 모듈(30)의 가열 건조에 의해 2차 건조될 수 있다.
도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 호퍼의 게이트 밸브(11)를 통과하여 이송 모듈(20) 일측에 유입된 모래는 이송 모듈(20)에 구비되는 이송 스크류(21)에 의해 이송 모듈(20)의 타측까지 이송된다. 그리고 이송 모듈(20)의 타측부 하단에는 이송된 모래를 모래 분사 모듈(50)을 향해 배출하는 이송 배출구(22)가 형성될 수 있다.
가열 모듈(30)은 이송 모듈(20)의 둘레를 감싸도록 배치되는 이송 열선(31)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 이송 열선(31)은 이송 모듈(20)의 이송 경로 중 일부 구간을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이러한 이송 열선(31)은 가열을 통해 이송 모듈(20)을 따라 이송되는 모래를 건조시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 모듈과 모래 분사 모듈의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
상술한 바와 같이 모래 분사 모듈(50)에 공급되는 건조 모래는 소정 체적 미만의 건조 모래이며, 이를 위해 분리 모듈(40)이 이송 모듈(20)로부터 이송된 건조 모래를 체적에 따라 분리할 수 있다.
이를 위해, 분리 모듈(40)은 건조 모래를 체적에 따라 분리하는 분리 망(41)과, 분리된 소정 체적 미만의 건조 모래를 모래 분사 모듈(50)에 이송 공급하는 가이드 판(42)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 분리 망(41)은 이송 모듈의 이송 배출구(22)로부터 배출된 건조 모래가 안착하도록 일측이 이송 배출구(22) 하측에 배치될 수 있다. 이송 배출구(22)로부터 배출된 건조 모래는 분리 망(41)의 상측에 안착하고, 분리 망(41)은 상측에 안착한 건조 모래 중 소정 체적 미만의 건조 모래(S1)는 하측으로 통과하고 소정 체적 이상의 건조 모래(S2)는 통과하지 못하도록 소정 체적을 갖는 다수개의 홀이 형성될 수 있다.
바람직하게, 분리 망(41)은 하측으로 통과하지 못한 소정 체적 이상의 건조 모래(S2)가 일측에서 낙하하여 외부로 배출되도록 소정 각도 경사지게 형성될 수 있다. 이때, 외부로 배출되는 건조 모래(S2)에는 소정 체적 이상의 이물질 또한 포함될 수 있다.
바람직하게, 분리 모듈(40)에는 체적에 따른 건조 모래 분리를 촉진시키고 소정 체적 이상(S2)의 건조 모래가 경사면을 따라 일측으로 이동하도록 진동을 발생시키는 진동 모듈이 구비될 수 있다.
한편, 분리 망(41)을 통과한 소정 체적 미만의 건조 모래(S1)는 가이드 판(42)을 통해 모래 분사 모듈(50)에 공급될 수 있다. 가이드 판(42)은 분리 망(41)을 통과한 소정 체적 미만의 건조 모래(S1)가 안착하도록 분리 망(41) 하측에 배치되고 안착한 건조 모래(S1)가 모래 분사 모듈(50)에 이송 공급되도록 모래 분사 모듈(50)을 향해 소정 각도 하향 경사지게 배치될 수 있다. 분리 모듈(40)에 진동 모듈이 구비되는 경우 가이드 판(42) 또한 진동 모듈에서 발생하는 진동에 영향을 받으며, 이러한 진동은 가이드 판(42) 상에서 소정 체적 미만의 모래(S1)가 모래 분사 모듈(50)을 향해 이동하는 것을 촉진시킬 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 분리 모듈(40)은 모래 분사 모듈(50)에서 소정 체적 미만의 건조 모래(S1)를 분사할 수 있도록 건조 모래 중 소정 체적 미만의 모래(S1)만을 분리하여 모래 분사 모듈(50)에 공급할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 건조사 분사 방법은 소정 체적 미만의 건조 모래만을 분사할 수 있으며 이로 인해 건조 모래의 분사 사거리가 향상될 수 있으며 진화효율이 향상될 수 있고 소정 체적 이상의 모래(돌맹이)가 함께 분사되어 발생하는 부상 또는 파손을 방지할 수 있다.
모래 분사 모듈(50)은 상술한 바와 같이 공급받은 건조 모래를 압축 공기를 통해 분사할 수 있다. 이를 위해, 모래 분사 모듈(50)에는 가이드 판(42)으로부터 공급된 건조 모래를 목표 지점을 향해 분사하도록 가이드 경로를 형성하는 분사 호스(51)와, 분사 호스(51)를 통한 건조 모래 분사가 가능하도록 분사 호스(51)에 연결되어 압축 공기를 생성하는 에어 펌프(52)가 구비될 수 있다.
바람직하게, 모래 분사 모듈(50)에는 과열 상태의 압축 공기가 생성되도록 에어 펌프(52)에서 생성하는 압축 공기를 가열하는 펌프 열선이 더 구비될 수 있다. 펌프 열선에 의해 과열된 압축 공기는 분사 호스(51)를 통해 분사되는 건조 모래를 최종적으로 가열 건조시키는 효과가 있다.
상술한 바와 같이 이송 모듈(20)을 통해 이송된 건조 모래 중 소정 체적 이상의 건조 모래는 분리 망(41)을 통과하지 못하고 일측으로 분리 배출된다. 그런데 이와 같이 분리 배출되는 소정 체적 이상의 건조 모래(S2)는 분리 망(41)의 일측으로부터 낙하하여 낙하지점에 쌓일 수 있다. 그리고 이와 같이 낙하지점에 모래가 과도하게 쌓이게 되면 장애물을 형성하여 화재 진압 작업에 방해될 수 있다는 문제점이 존재한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 실시예에 따른 분리 모듈(40)에는 낙하지점을 향해 바람을 일으키는 팬을 구비할 수 있다.
분리 모듈(40)의 팬은 작동하여 낙하지점에 쌓인 소정 체적 이상의 건조 모래를 분산시키거나 또는 낙하지점을 향해 낙하하는 소정 체적 이상의 건조 모래가 분산되어 낙하지점에 쌓이지 않도록 할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 건조사 분사 방법은 분리 배출한 모래가 특정 위치에 과도하게 쌓여 장애물을 형성하는 것을 저감시킬 수 있으며, 형성된 모래 장애물에 의해 화재 진압 작업에 방해되는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게, 제2 수분 측정 모듈(100)이 낙하지점에 배치되는 경우 측정값의 정확도 향상을 위해 분리 모듈(40)의 팬은 낙하지점의 소정 높이 상측 공간을 향해 배치될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 호퍼
11: 게이트 밸브
12: 호퍼 열선
20: 이송 모듈
21: 이송 스크류
22: 이송 배출구
30: 가열 모듈
31: 이송 열선
40: 분리 모듈
41: 분리 망
42: 가이드 판
50: 모래 분사 모듈
51: 분사 호스
52: 에어 펌프
60: 제1 수분 측정 모듈
70: 건조 시간 산출부
80: 이송 제어부
90: 호퍼 제어부
100: 제2 수분 측정 모듈
11: 게이트 밸브
12: 호퍼 열선
20: 이송 모듈
21: 이송 스크류
22: 이송 배출구
30: 가열 모듈
31: 이송 열선
40: 분리 모듈
41: 분리 망
42: 가이드 판
50: 모래 분사 모듈
51: 분사 호스
52: 에어 펌프
60: 제1 수분 측정 모듈
70: 건조 시간 산출부
80: 이송 제어부
90: 호퍼 제어부
100: 제2 수분 측정 모듈
Claims (6)
- 호퍼에 투입되는 모래의 수분 함량을 측정하는 단계;
측정한 상기 모래의 수분 함량에 기초하여 건조 시간을 산출하는 단계;
상기 호퍼의 외벽에 내장 배치된 열선을 작동하여 상기 호퍼에 투입된 모래를 1차 가열 건조시키는 단계;
상기 호퍼의 하단부에 배치되는 게이트 밸브의 개방 정도를 조절하여, 상기 호퍼에서 1차 가열 건조시킨 모래를 이송 모듈로 유입시키는 단계;
상기 호퍼로부터 이송 모듈로 유입된 상기 모래를 산출한 상기 건조 시간에 따른 이송 속도로 모래 분사 모듈을 향해 이송하며 2차 가열 건조하는 단계; 및
상기 이송 모듈로부터 이송된 건조 모래를 상기 모래 분사 모듈을 이용하여 분사하는 단계를 포함하고,
상기 1차 가열 건조시키는 단계는, 상기 호퍼의 중심부에 상하 방향으로 배치되는 호퍼 스크류가 호퍼 중심부의 모래를 상향 이송하도록 작동하며 상기 호퍼에 투입된 모래를 1차 가열 건조시키고,
상기 호퍼에 투입된 모래를 상기 이송 모듈로 유입시키는 단계에서는 단위시간당 모래 유입량이 산출한 상기 건조 시간에 반비례하도록 상기 모래를 유입시키는 것을 특징으로 하는 건조사 제조 및 분사 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 건조 시간을 산출하는 단계는 측정한 상기 모래의 수분 함량에 비례하게 상기 건조 시간을 산출하고,
상기 이송하며 가열 건조하는 단계에서는, 상기 이송 모듈에 구비되는 이송 스크류의 회전 속도를 산출한 상기 건조 시간에 반비례하게 조절하여 상기 이송 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 건조사 제조 및 분사 방법.
- 삭제
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- 제 1 항에 있어서, 상기 건조사 제조 및 분사 방법은
상기 모래 분사 모듈을 통해 분사되는 건조 모래의 수분 함량을 측정하는 단계; 및
측정한 상기 건조 모래의 수분 함량에 기초하여 상기 건조 시간을 재산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조사 제조 및 분사 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 건조 시간을 재산출하는 단계는 측정한 상기 건조 모래의 수분 함량이 기준 함량 이상이면 상기 건조 시간을 연장하는 것을 특징으로 하는 건조사 제조 및 분사 방법.
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