습식 극세립자 시멘트 밀크 제조장치(The wet infinitesimal grain cement milk manufacture device)

(19)대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(51) 。Int. Cl.7
B02C 17/16
(45) 공고일자
(11) 등록번호
(24) 등록일자
2005년09월26일
10-0516806
2005년09월15일
(21) 출원번호 10-2003-0025007 (65) 공개번호 10-2004-0091250
(22) 출원일자 2003년04월21일 (43) 공개일자 2004년10월28일
(73) 특허권자 양형칠
서울 서초구 서초3동 1506번지 79호 서초빌라 가-302
(72) 발명자 양형칠
서울 서초구 서초3동 1506번지 79호 서초빌라 가-302
(74) 대리인 김철수
심사관 : 민병오
(54) 습식 극세립자 시멘트 밀크 제조장치
요약
본 발명은 연약지반을 개량하기 위한 주입재인 시멘크 밀크를 극세립자 시멘트 밀크로 제조하는 장치에 관한 발명으로서
통상적으로 연약지반을 개량하기 위하여 사용되는 일반적인 포틀랜드 시멘트의 입자의 입도가 크기 때문에 세사(細沙)층,
실트(Silt)층 등의 공극속으로 침투주입이 불가능하여 차수 및 연약지반 개량효과가 양호하지 못하여 경지반으로 사용함에
있어서의 신뢰도가 낮아진다.
따라서 그라우트(시멘트 밀크:Cement milk)를 세사 또는 실트층의 공극속으로 원활하게 침투 주입 시키기 위하여서는
보통의 포틀랜드 시멘트 입자를 보다 미세하게 마이크로 단위로 만들기 위해 미량의 분쇄조제[분산제(分散劑) 지연제(遲
延劑)]가 필요한 농도로 희석된 물과 시멘트를 교반함과 동시에 미분쇄하여서 되는 극세립자 시멘트 밀크를 제조하는 시
스템화 된 장치에 대한 발명이다.
대표도
도 1
명세서
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명상으로 실시구성되는 습식 극세립자 시멘트 밀크 제조장치의 전체 사시도.
도 2는 도 1상의 습식 극세립자 시멘트 밀크 제조장치의 시멘트 밀크 임시 저장탱크를 장치 측면에서 본 탱크 부분 사시
도.
등록특허 10-0516806
- 1 -
도 3은 도 1에서의 A-A'선 단면도로써 시멘트 밀크 임시 저장탱크 내부에 저장된 시멘트 밀크가 응집되지 못하도록 모
터의 동력으로 교반하는 교반 장치도.
도 4는 본 발명상의 장치 가동순서를 개략적으로 도시한 구성도로써 믹싱탱크와 분쇄기간의 관계도.
도 5는 도 4에서 충분히 분쇄되어 습식 극세립자 시멘트 밀크를 믹싱탱크에서 밀크 임시 저장탱크로 이동 시키는 상태를
개략적으로 도시한 관계도.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
B. 금속볼 M. 시멘트 밀크 1. 시멘트 밀크 제조장치
2. 프레임 3. 상면판 10. 교반탱크
11. 두껑판 12. 모터 12a. 축
13. 감속기 13a.입력축 13b. 출력축
14. 회전축 15. 교반날개 16. 파이프라인
17. 온도게이지 18. 밸브 20. 볼밀
21. 하단판 22. 받침판 23. 하면
24. 회전축 25. 타격간 26. 종동휠
27. 모터 27a. 모터축 28. 주동휠
29. V벨트 30. 압력계 31. 펌프
32. 파이프라인 40. 저장탱크 40a. 원호면
41. 원호주벽 42,42a. 브라켓 43. 정역회전축
44,44a. 작동간 45. 교반바 46. 모터
46a. 축 47. 편심판 48. 편심힌지
49. 힌지 50. 브라켓 51. 왕복작동바
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 시스템화 한 습식 극세립자 시멘트 밀크 제조장치의 구조 구성에 대한 발명으로서, 일반적으로 연약지반을 필
요에 의하여 경지반으로 지반 개량을 해야 할 경우 현탁액(suspension) 그라우팅 등의 공법으로 지중에 시멘트 페이스트
를 주입하여 지반을 경화하는 경우가 많고 이때, 주입재로서 포틀랜드 시멘트와 물을 혼합한 그라우트(Grout)를 사용하게
된다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
등록특허 10-0516806
- 2 -
그런데 통상 상기와 같이 연약지반을 개량하기 위하여 사용되는 일반적인 포틀랜드 시멘트의 입자의 입도가 크기 때문에
세사(細沙)층, 실트(Silt)층 등의 공극속으로 침투주입이 불가능하여 차수 및 연약지반 개량효과가 양호하지 못하여 경지반
으로 사용함에 있어서의 신뢰도가 낮아진다.
따라서 그라우트(Grout →Cement milk)를 세사 또는 실트층의 공극속으로 원활하게 침투 주입 시키기 위하여서는 보통
의 포틀랜드 시멘트 입자를 보다 미세하게 마이크로 단위로 분쇄하고 미량의 분쇄조제[분산제(分散劑) 지연제(遲延劑)]
가 필요한 농도로 희석된 물과 교반하여서 되는 극세립자 시멘트 밀크를 제조해야 하지만 이러한 습식 극세립자 시멘트 밀
크를 시간당 2~4㎥정도 생산, 저장하는 별도의 기계장치가 없었다.
발명의 구성 및 작용
본 발명은 상기와 같이 습식 극세립자 시멘트 밀크(M)를 2~4㎥/h 정도의 량을 제조하는 습식 극세립자 시멘트 밀크 제
조장치(1)의 구조 구성에 대한 발명으로써, 이 장치(1)의 구조를 첨부한 도면에 의거하여 상술하면 다음과 같다.
본 발명상으로 실시 구성되는 습식 극세립자 시멘트 밀크 제조장치(1)의 교반탱크(10)는 일정한 크기의 가로, 세로, 높이
로 되는 프레임(2) 상부 중도부의 상면판(3) 상면에 재치고정되는 소정높이와 직경으로 되는 스테인레스재 탱크와, 상기
교반탱크(10) 상부에 설치되는 두껑판(11)은 교반탱크(10) 직경의 2/3 정도의 크기로 설치되고, 상기 상부 두껑판(11) 상
면에 모터(12) 축(12a)과 입력축(13a) 방향으로 위치 별도의 감속기(13)의 출력축(13b)과 일정 길이의 회전축(14)이 연결
설치되며, 상기 회전축(14) 하부 선단에는 다수개의 교반날개(agitation blade)(15)를 방사상으로 장착하여 상기 교반탱크
(10) 상측 외주면과 파이프라인(16)의 일측을 연결하고, 상기 파이프라인(16)의 타측선단은 원통형 볼밀(20) 하단부에 연
결되며, 상기 파이프라인(16)에는 볼밀(20)과 근접한 위치에 볼밀의 내부온도를 검측할 수 있는 온도게이지(17)를 장착하
며, 상기 볼밀(20) 내부온도를 검측할 수 있게 하되 이 볼밀(20)은 프레임(2) 하단판(21) 상면에 구비되고, "┏┓"형 받침
판(22)에 고정되고, 상기 "┏┓"형 받침판(22) 상면에 소정 직경과 높이로 되는 내부가 중공인 원통형 볼밀(20) 몸체를 수
직형태로 고정하고, 상기 볼밀(20) 몸체 내부에는 일정한 크기의 금속볼(B)을 내부에 2/3까지 체움하며, 볼밀(20) 내부에
공지한 실링(sealing) 처리된 회전축(24)을 하면(23) 중앙부를 관통하도록 수직으로 설치하고, 볼밀(20) 내부에 위치하는
회전축(24)에는 다수단의 " "형으로 배치한 타격간(25)을 형성하며, 상기 볼밀(20)의 하면(23) 하방으로 노출되는 회전축
(24) 선단은 종동휠(26)을 연결설치되고, "┏┓"형 받침판(22)의 상면에 모터(27)를 수직형태로 장착하되 모터(27)의 축
(27a)이 ┏┓형 받침판(22) 하방으로 노출되게 하여 이 모터축(27a) 선단에 주동휠(28)을 설치한 다음 이 주동휠(28)과 종
동휠(26) 사이에 "V"벨트(29)를 끼워 상기 회전축이 구동되며, 상기 볼밀(20) 외측 상면에 온도계(30)를 장착하고, 교반탱
크(10)의 하단부와 볼밀(20)의 상단부 사이에 펌프(31)가 개재된 파이프라인(32)을 연결하여, 상기 교반탱크(10)의 하축
에 부착된 파이프라인(19)과, 상기 파이프라인(19) 끝단에 부착된 밸브를 통해 배출되는 시멘트 밀크(M)를 받아서 저장하
는 교반탱크(10)는 상면판(3)과 프레임(2)에 의해 형성된 내부에 위치되고, 정역회전축과 수직방향(A-A'선 단면)으로 원
호면(40a)을 이루고, 프레임(2)를 벗어나지 않는 길이를 가지는 반원통상의 시멘트 밀크 저장탱크(40)는 원호주벽(41) 상
단 중앙부에 소정 높이로 베어링이 개재된 브라켓(42)이 돌설되고, 상기 브라켓(42)과 대향되도록 상면판(3) 일측선단에
도 브라켓(42a)을 돌설하여, 상기 브라켓(42)과 브라켓(42a)에 의하여 양단이 회전자재하게 지지되는 정역회전축(43)을
시멘트 밀크 저장탱크(40)의 원호면(40a) 내부면에서 일정거리로 이격된 위치에 축설하고, 이 정역회전축(43) 양측선단부
측에 하방으로 2개의 작동간(44)(44a)을 일측선단을 일체로 고정연결하고 이 2개의 작동간(44)(44a) 하측선단에 시멘트
밀크 저장탱크(40)의 원호면(40a) 내주면에서 일정거리로 이격된 위치에 교반바(Bar)(45)를 부착한다. 한편 시멘트 밀크
저장탱크(40)의 일측에 모터(46)를 장착하여 이 모터(46) 축(46a)에 편심판(eccentric disk)(47)을 축설하여 이 편심판
(47)의 일측에 편심 힌지(48)를 장착하고 정역회전축(43)의 일정 위치에도 힌지(49) 브라켓(50)을 돌설하여 이 편심힌지
(48)와 회전축(43)의 힌지(49)사이에 왕복 작동바(51)를 끼워 연결하므로써 모터(46) 축(46a)이 회전하면 축(46a)에 축설
된 편심판(47)이 회전하고 이때 편심판(47)의 일측에 장착한 편심힌지(48)가 원형 궤적상으로 이동하고 따라서 이 편심힌
지(48)와 연결된 왕복작동바(51)가 편심힌지(48)가 작동하는 방향으로 위치이동되고 이때 이 왕복작동바(51) 타측선단과
힌지(49) 결합된 정역회전축(43)과 일체로 연결된 브라켓(50)을 동일한 방향으로 이동시키면서 정역회전축(43)을 일정방
향으로 회전시키며 따라서 이 정역회전축(43)과 2개의 작동간(44)(44a)으로 교반바(45)를 이동시키며 이 이동거리는 편
심힌지(48)가 상사점(上死點:upper dead point)을 지나는 순간 왕복작동바(51)의 작동방향이 반대로 전환되어 편심힌지
(48)의 위치가 하사점(下死點:bottom dead point)에 도달할 때까지 역방향으로 이동하며 편심힌지(48)가 하사점을 지나
면 다시 이동방향이 반대로 전환되므로 결국 교반바(45)를 좌ㆍ우로 지속적으로 교반운동하게 하여서 본 발명상으로 실시
되는 습식 극세립자 시멘트 밀크 제조장치(1)의 전체 구조가 구성된다.
발명의 효과
등록특허 10-0516806
- 3 -
상기와 같이 구성된 본 발명상의 습식 극세립자 시멘트 밀크 제조장치(1)의 가동시 먼저 일정량의 보통의 포틀랜드 시멘
트와 분쇄조제가 희석된 물을 교반탱크(10)에 장입하고 모터(12)를 가동하여 회전축(14)을 회전시키면 회전축(14) 선단에
장착된 교반날개(15)를 회전시켜서 시멘트와 물을 믹싱하여 시멘트 밀크(M)를 조성한 다음 펌프(31)를 가동하여 이 시멘
트 밀크(M)를 파이프라인(32)을 통하여 볼밀(20)의 상측부로 유입되게 함과 아울러 모터(27)를 가동하여 볼밀(20) 내부의
회전축(24)을 대략 500~1000RPM으로 회전시키면 이 회전축(24)에 " "형으로 다수단 구비된 타격간(25)이 회전하면서
시멘트 밀크를 조성하고 있는 시멘트 입자를 타격함과 아울러 볼밀(20) 내부에 장입된 금속볼(B)들이 와류 상승되면서 시
멘트 입자를 전방위로 타격하므로써 보다 미세한 입자로 시멘트 입자를 분쇄하게 되고 이렇게 미분쇄된 시멘트 밀크(M)는
펌프(31)의 압력에 의하여 볼밀(20) 하부로 부터 압출되어서 파이프라인(16)을 따라 다시 교반탱크(10)의 상측부쪽을 통
하여 교반탱크(10) 내부로 다시 유입되는 순환(circulation)을 원하는 마이크로 단위가 될때까지 5분~30분간 순환시킨 다
음 만족할 만한 극세립자 시멘트 밀크가 제조되면 교반탱크(10)의 하단부에 연결된 파이프라인(19)을 통하여 시멘트 밀크
저장탱크(40)에 자중으로 이송저장하여 사용처로 보내지고 이때 시멘트 밀크(M)의 입자가 침가되지 못하도록 모터(46)의
회전에 의하여 교반바(45)를 분당 40~70회 정도 교번적으로 작동하여 시멘트 밀크 상태를 저점도로 유지하게 하여 연약
지반 개량을 보다 신뢰성 있게 시공할 수 있도록 한 것이며, 이러한 본 발명상으로 실시 구성되는 습식 극세립자 시멘트 밀
크 제조장치는 시스템화 하여 한 대의 기계장치로 구현하였으므로 공사현장으로의 이동시 차량 상차 및 하차가 용이하며
주입 대상 지층상태에 적합한 시멘트 밀크를 제조할 수 있어 침투주입에 의한 지반 개량효과를 극대화할 수 있는 등의 효
과가 있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
습식 극세립자 시멘트 밀크 제조장치(1)의 교반탱크(10)는 일정한 크기의 가로, 세로, 높이로 되는 프레임(2) 상부 중도
부의 상면판(3) 상면에 재치고정되는 소정높이와 직경으로 되는 스테인레스재 탱크와, 상기 교반탱크(10) 상부에 설치되
는 두껑판(11)은 교반탱크(10) 직경의 2/3 정도의 크기로 설치되고, 상기 상부 두껑판(11) 상면에 모터(12) 축(12a)과 입
력축(13a) 방향으로 위치 별도의 감속기(13)의 출력축(13b)과 일정 길이의 회전축(14)이 연결 설치되며, 상기 회전축(14)
하부 선단에는 다수개의 교반날개(agitation blade)(15)를 방사상으로 장착하여 상기 교반탱크(10) 상측 외주면과 파이프
라인(16)의 일측을 연결하고, 상기 파이프라인(16)의 타측선단은 원통형 볼밀(20) 하단부에 연결되며, 상기 파이프라인
(16)에는 볼밀(20)과 근접한 위치에 볼밀의 내부온도를 검측할 수 있는 온도게이지(17)를 장착하며, 상기 볼밀(20) 내부온
도를 검측할 수 있게 하되 이 볼밀(20)은 프레임(2) 하단판(21) 상면에 구비되고, "┏┓"형 받침판(22)에 고정되고, 상기
"┏┓"형 받침판(22) 상면에 소정 직경과 높이로 되는 내부가 중공인 원통형 볼밀(20) 몸체를 수직형태로 고정하고, 상기
볼밀(20) 몸체 내부에는 일정한 크기의 금속볼(B)을 내부에 2/3까지 체움하며, 볼밀(20) 내부에 공지한 실링(sealing) 처
리된 회전축(24)을 하면(23) 중앙부를 관통하도록 수직으로 설치하고, 볼밀(20) 내부에 위치하는 회전축(24)에는 다수단
의 " "형으로 배치한 타격간(25)을 형성하며, 상기 볼밀(20)의 하면(23) 하방으로 노출되는 회전축(24) 선단은 종동휠
(26)을 연결설치되고, "┏┓"형 받침판(22)의 상면에 모터(27)를 수직형태로 장착하되 모터(27)의 축(27a)이 ┏┓형 받침
판(22) 하방으로 노출되게 하여 이 모터축(27a) 선단에 주동휠(28)을 설치한 다음 이 주동휠(28)과 종동휠(26) 사이에 "V"
벨트(29)를 끼워 상기 회전축이 구동되며, 상기 볼밀(20) 외측 상면에 온도계(30)를 장착하고, 교반탱크(10)의 하단부와
볼밀(20)의 상단부 사이에 펌프(31)가 개재된 파이프라인(32)을 연결하여, 상기 교반탱크(10) 위치를 벗어난 하측에 시멘
트 밀크 저장탱크(40)로 구성 됨을 특징으로 하는 습식 극세립자 시멘트 밀크 제조장치.
청구항 2.
제 1항에 있어서, 상기 교반탱크(10)의 하축에 부착된 파이프라인(19)과, 상기 파이프라인(19) 끝단에 부착된 밸브를 통
해 배출되는 시멘트 밀크(M)를 받아서 저장하는 교반탱크(10)는 상면판(3)과 프레임(2)에 의해 형성된 내부에 위치되고,
정역회전축과 수직방향(A-A'선 단면)으로 원호면(40a)을 이루고, 프레임(2)를 벗어나지 않는 길이를 가지는 반원통상의
시멘트 밀크 저장탱크(40)는 원호주벽(41) 상단 중앙부에 소정 높이로 베어링이 개재된 브라켓(42)이 돌설되고, 상기 브라
켓(42)과 대향되도록 상면판(3) 일측선단에도 브라켓(42a)을 돌설하여, 상기 브라켓(42)과 브라켓(42a)에 의하여 양단이
회전자재하게 지지되는 정역회전축(43)을 시멘트 밀크 저장탱크(40)의 원호면(40a) 내주면에서 일정거리로 이격된 위치
에 축설하고, 이 정역회전축(43) 양측선단부측에 하방으로 2개의 작동간(44)(44a)을 일측 선단을 일체로 고정연결하고 이
2개의 작동간(44)(44a) 하측선단에 시멘트 밀크 저장탱크(40)의 원호면(40a) 내주면에서 일정거리로 이격된 위치에 교반
바(Bar)(45)를 부착하여 구성 됨을 특징으로 하는 습식 극세립자 시멘트 밀크 제조장치.
등록특허 10-0516806
- 4 -
청구항 3.
제 1항에 있어서, 시멘트 밀크 저장탱크(40)의 일측에 모터(46)를 장착하여 이 모터(46) 축(46a)에 편심판(eccentric
disk)(47)을 축설하여 이 편심판(47)의 일측에 편심 힌지(48)를 장착하고 정역회전축(43)의 일정 위치에도 힌지(49) 브라
켓(50)을 돌설하여 이 편심힌지(48)와 회전축(43)의 힌지(49)사이에 왕복 작동바(51)를 끼워 연결하여서 됨을 특징으로
하는 습식 극세립자 시멘트 밀크 제조장치.
도면
도면1
등록특허 10-0516806
- 5 -
도면2
도면3
등록특허 10-0516806
- 6 -
도면4
도면5
등록특허 10-0516806
- 7 -