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KR20200054991A - 믹서의 슬러리 토출관 및 슬러리 토출 방법 - Google Patents

믹서의 슬러리 토출관 및 슬러리 토출 방법 Download PDF

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KR20200054991A
KR20200054991A KR1020207008474A KR20207008474A KR20200054991A KR 20200054991 A KR20200054991 A KR 20200054991A KR 1020207008474 A KR1020207008474 A KR 1020207008474A KR 20207008474 A KR20207008474 A KR 20207008474A KR 20200054991 A KR20200054991 A KR 20200054991A
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가츠미 니미
시노부 가네코
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요시노 셋고 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 각 석고 슬러리 토출구의 석고 슬러리에 유량차 또는 비중차가 발생하는 것을 방지함과 아울러, 슬러리 체류 요소를 분기부에 형성하지 않고, 슬러리류를 분류하고 또한 슬러리 토출구의 이간 거리를 충분히 확보하는 것을 목적으로 한다. 슬러리 토출관(10)은 직관로(14), 분기부(15) 및 분기관로(16)를 가진다. 분기관로의 관벽 접합부(20)는 V자형의 대향류 분할 요소(22)를 분기부에 형성한다. 혼련 영역(51)의 석고 슬러리는 곧은 직진 유로를 형성하는 직관로에 도입된다. 직관로는 석고 슬러리의 흐름을 축류 또는 직진류(S)로 정류하고, 축류 또는 직진류는 대향류 분할 요소에 의해 분기류(S1, S2)로 분할된다.

Description

믹서의 슬러리 토출관 및 슬러리 토출 방법
본 발명은 믹서(혼합교반기)의 슬러리 토출관 및 슬러리 토출 방법(slurry delivery conduit and slurry delivery method)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 믹서의 석고 슬러리를 분류(分流)하여 석고보드 원지 상에 토출하기 위해서 믹서에 배열설치된 두갈래식 또는 분배식의 슬러리 토출관 및 슬러리 토출 방법에 관한 것이다.
석고보드는 석고를 주체로 하는 심부(코어)를 석고보드용 원지로 피복하여 이루어지는 판상체로서 알려져 있고, 방내화성, 차음성, 시공성 및 경제성 등의 우위성으로부터 건축용 내장재로서 다채로운 건축물에 있어서 사용되고 있다. 석고보드는 일반적으로 연속 유입 성형법에 의해 제조된다. 이 성형법은 소석고, 접착조제, 경화촉진제, 거품(또는 거품제), 그 밖의 첨가제 등, 또한 혼화재 및 물을 믹서로 혼련하는 믹싱 공정(혼합교반 공정), 믹서로 조제한 소석고 슬러리 또는 이장(泥漿)(이하, 「석고 슬러리」 또는 「슬러리」라고 한다.)을 석고보드용 원지의 사이에 흘려넣고, 판상의 연속띠로 성형하는 성형 공정, 그리고 경화 후의 연속띠상 적층체를 조절단(粗切斷)하고, 강제 건조 후에 제품 치수로 절단하는 건조·절단 공정을 포함한다.
소석고 및 물 등을 혼련하여 석고 슬러리를 조제하는 믹서로서, 박형 또한 원형의 원심 믹서가 알려져 있다. 이러한 형식의 원심 믹서는 일반적으로 편평한 원형 케이싱과, 원형 케이싱 내에 회전 가능하게 배치된 회전반을 가진다. 원형 케이싱의 상측 덮개 또는 상판의 중심 영역에는 상기 원료 또는 재료를 믹서 내에 공급하기 위한 복수의 혼련 성분 공급구가 배열설치되고, 케이싱 외주부 또는 하판(바닥판)에는 혼련물(슬러리)을 기 외로 송출하는 슬러리 배출구가 배열설치된다. 혼련해야 할 상기 복수의 성분이 각 공급구를 통하여 회전반 상에 공급되어, 교반 혼합되면서, 원심력의 작용에 의해 회전반 상을 반경 방향 바깥쪽으로 이동하고, 외주부 또는 하판(바닥판)에 배치된 슬러리 배출구로부터 기 외로 송출된다. 이러한 구조의 믹서는 예를 들면 PCT 국제 출원의 국제공개공보 WO00/56435호 공보(특허문헌 1) 등에 개시되어 있다.
믹서에 의해 조제한 석고 슬러리를 기 외로 송출하는 슬러리 송출 방법으로서, 주로 이하의 3종류의 방식의 것이 알려져 있다.
(1) 케이싱의 원환벽에 형성된 슬러리 배출구에 수직 슈트(「캐니스터」라고도 불린다.)를 부착하여, 회전반의 원심력에 의해 회전반 상의 슬러리를 슈트 내로 송출하고, 슈트 내에 유입된 슬러리를 중력하에 석고보드용 원지 상에 유출시킨다(국제공개공보 WO2004/026550호 공보(특허문헌 2)).
(2) 케이싱의 원환벽에 형성된 슬러리 배출구에 횡방향으로 슬러리 수송관로를 연결하고, 믹서의 토출압을 이용하여 슬러리를 석고보드용 원지 상에 토출한다(미국 특허 제6,494,609호 공보(특허문헌 3)).
(3) 케이싱의 하판에 형성된 슬러리 배출구에 하방향으로 슬러리 토출관로를 연결하고, 믹서 내의 슬러리를 중력하에 슬러리 토출관로로부터 석고보드용 원지 상에 유출시킨다(일본 특개 2001-300933호 공보(특허문헌 4)).
일반적으로 믹서 내의 슬러리에는 석고보드의 비중을 조정하기 위한 거품 또는 거품제가 공급된다. 석고보드를 경량화함에 있어서 거품 또는 거품제의 배합은 매우 중요하며, 최근의 석고보드 제조 방법에 있어서는 적량의 거품 또는 거품제를 적절히 슬러리에 혼합하는 기술이 특히 중시되고 있다. 슬러리에 대한 거품 또는 거품제의 공급 방법과 슬러리 송출 방법의 관계는 거품 또는 거품제의 공급량의 저감이나, 슬러리 및 거품의 균일한 혼합에 있어서 매우 중요하다고 생각된다(특허문헌 2, 3).
예를 들면 국제공개공보 WO2014/087892호 공보(특허문헌 5), 국제공개공보 WO2004/103663호 공보(특허문헌 6)에는 수직 슈트 내의 슬러리 선회류를 이용하여 슬러리 중의 거품 또는 거품제의 균일한 분산·분포 등을 도모하는 기술이 기재되어 있다.
이와 같은 슬러리 송출 방법에 의해 믹서로부터 송출된 석고 슬러리는 일반적으로 만곡유로 또는 L형유로를 구성하는 슬러리 토출관의 슬러리 토출구로부터 석고보드 원지의 상면에 토출된다. 이러한 종류의 슬러리 유로는 일반적으로 부츠(boot), 배출 부츠 등의 명칭으로 불리고 있다. 석고보드 원지는 석고보드 제조 장치의 제조 라인 상을 비교적 고속으로 연속 반송되는 폭 1m정도의 연속띠이므로, 그 전폭에 걸쳐 균일하게 석고 슬러리를 석고보드 원지 상에 흘려 퍼지게 하기 위해서, 석고보드 원지의 폭방향으로 이간한 복수의 슬러리 토출구를 가지는 두갈래식 또는 분배식의 부츠가 알려져 있다. 예를 들면 국제공개공보 WO2013/063055호 공보(일본 특표 2014-530779호 공보)(특허문헌 7)에 기재된 「다각 부츠」("multi-leg discharge boot")는 믹서에 의해 조제한 석고 슬러리를 좌우 한 쌍의 슬러리 토출구로부터 석고보드 원지 상에 토출하는 두갈래식 또는 분배식의 부츠이다.
도 10은 종래의 슬러리 토출관의 구조를 나타내는 평면도 및 측면도이다. 도 11은 특허문헌 7에 기재된 슬러리 토출관의 구조를 나타내는 사시도 및 V-V선 단면도이다.
도 10에 나타내는 부츠(100)는 중심축선(Z-Z)을 상하 방향으로 배향한 대략 원통형의 세로관(101)과, 세로관(101)의 축경 하부(102)에 접속된 좌우 한 쌍의 슬러리 토출관(103)으로 구성된다. 슬러리 토출관(103)의 선단 개구는 화살표(α)로 나타내는 바와 같이 석고 슬러리를 토출하는 슬러리 토출구(104)를 구성한다. 슬러리 토출구(104)는 화살표(J) 방향으로 주행하는 석고보드 원지(110)(일점쇄선으로 나타낸다)의 상면에 석고 슬러리를 토출한다. 석고보드 원지(110)의 반송 방향(J)은 석고보드 제조 장치의 제조 라인의 중심축선(X-X)과 평행하다. 각 토출관(103)은 평면시(平面視)(도 10(A))에서 석고보드 제조 장치의 제조 라인의 중심축선(X-X)에 대하여 각도 θa/2를 이루는 방향으로 곧게 뻗고, 측면시(側面視)(도 10(B))에서 축경 하부(102)로부터 약간 비스듬히 하방으로 경사져 곧게 뻗는 직관이다. 슬러리 토출관(103)의 확개 각도(θa)는 예를 들면 30~60도 정도의 각도로 설정되고, 슬러리 토출관(103)의 경사 각도(θb)는 예를 들면 20도~25도 정도의 각도로 설정된다. 슬러리 토출구(104)는 화살표(α)로 나타내는 바와 같이 평면시에서 좌우 대칭 또한 각도(θa, θb) 방향으로 석고 슬러리를 토출한다.
도 11에 나타내는 부츠(200)는 중심축선(Z-Z)을 상하 방향으로 배향한 대략 원통형의 세로관(201)과, 세로관(201)의 하단부로부터 만곡하여 뻗은 힐부(202)와, 힐부(202)의 하류단에 연결된 분기부(205)와, 분기부(205)에 접속된 좌우 한 쌍의 슬러리 토출관(203)으로 구성된다. 분기부(205)는 힐부(202)로부터 분기부(205)에 유입되는 슬러리류(Sa)를 분기하는 분기부(206)를 가진다. 도 11(A)의 V-V선 단면도로서 도 11(B)에 나타내는 바와 같이, 분기부(206)의 내측(유로 내)에는 슬러리류(Sa)에 대하여 실질적으로 직교하는 벽면 영역(207)이 형성된다. 토출관(203)은 평면시에서 석고보드 제조 장치의 제조 라인의 중심축선(X-X)에 대하여 대략 평행한 방향으로 곧게 뻗고, 측면시에서 분기부(205)로부터 약간 비스듬히 하방으로 뻗는 직관이다. 슬러리 토출관(203)의 단부 개구로 이루어지는 슬러리 토출구(204)는 화살표(α)로 나타내는 바와 같이 석고보드 원지(110)의 반송 방향(J)과 대략 평행(평면시)하게 석고 슬러리를 토출한다.
국제공개공보 WO00/56435호 공보 국제공개공보 WO2004/026550호 공보 미국 특허 제6,494,609호 공보 일본 특개 2001-300933호 공보 국제공개공보 WO2014/087892호 공보 국제공개공보 WO2004/103663호 공보 국제공개공보 WO2013/063055호 공보(일본 특표 2014-530779호 공보)
이와 같이 좌우 한 쌍의 슬러리 토출구로부터 석고 슬러리를 유출시키는 두갈래식 또는 분배식의 부츠는 석고보드 원지의 폭방향에 있어서 균일하게 석고 슬러리를 흘려 퍼지게 함에 있어서 유리하다. 그러나 좌우의 슬러리 토출구의 슬러리 유량에 유량차가 발생하고, 또는 각 슬러리 토출구로부터 유출되는 슬러리의 비중에 비중차가 발생하는 일이 있다. 이것은 믹서 내의 슬러리의 회전 운동의 방향성, 믹서의 슬러리 배출구의 방향성, 또는 슈트 내의 슬러리 선회류의 방향성 또는 거동 등에 기인한 현상이라고 생각된다.
이와 같이 좌우의 슬러리 토출구에 있어서 비중차가 발생하면, 석고보드 원지 상에 유출된 슬러리의 비중 분포의 편의, 편차 또는 불균일이 석고보드용 원지의 폭방향에 있어서 발생하기 쉽고, 이것은 석고보드 제품의 품질을 향상시킴에 있어서 바람직하지 않다. 또 각 슬러리 토출구에 유량차가 발생하면, 상대적으로 유량이 저하된 토출관에 있어서 석고 슬러리가 체류하여 부분적으로 경화하고, 석고의 찌꺼기, 경화물 또는 고화물 등이 관 내에 생성되고 또한 부착되기 쉬운 상황이 발생한다. 이러한 종류의 석고 경화 덩어리가 성장하여 석고보드 원지 상에 방출되면, 석고보드 원지 잘림에 기인한 제조 라인 정지의 가능성이나, 석고보드 제품의 품질 저하 등의 가능성이 발생하므로, 이와 같은 사태를 미연에 회피하기 위해, 각 슬러리 토출구의 유량차를 해소하는 대책이 요망된다.
또 도 10에 나타내는 종래의 슬러리 토출관 구조에 있어서는, 각 슬러리 토출구의 슬러리 토출류는 평면시에서 석고보드 원지의 비스듬히 바깥쪽을 향하여 유출되므로, 석고보드 제조 중에 석고 슬러리의 일부가 그 물살에 의해 석고보드 원지의 외측으로 뛰어오르거나 또는 밀려나와 경화하고, 이 결과, 반송 테이블이나 기 프레임 등에 부착된 석고 경화 덩어리의 제거 작업 등이 필요하게 되는 일이 있다.
이와 같이 석고 슬러리가 석고보드 원지의 외측으로 뛰어오르거나 또는 밀려나오는 현상에 대해서는, 도 11에 나타내는 슬러리 토출관 구조와 같이, 토출관을 제조 라인의 중심축선과 평행하게 배향시키고, 석고 슬러리를 석고보드 원지의 반송 방향과 대략 평행하게 토출함으로써 해소할 수 있을지도 모른다. 그러나, 도 11에 나타내는 슬러리 토출관 구조에 있어서는, 슬러리류에 대하여 실질적으로 직교하는 벽면 영역(도 11(B)에 부호 207로 나타낸다)이 분기부의 내측(유로 내)에 형성되고, 이 벽면 영역의 근방에 있어서 석고 슬러리가 체류하여 석고 슬러리의 찌꺼기, 경화물 또는 고화물 등이 생성되고, 이것이 벽면 영역 등에 부착되기 쉽다. 상기 서술한 바와 같이, 이러한 종류의 석고 경화 덩어리가 성장하여 석고보드 원지 상에 방출되면, 석고보드 원지 잘림에 기인한 제조 라인 정지의 가능성이나, 석고보드 제품의 품질 저하 등의 가능성이 발생하므로, 석고 슬러리의 체류의 원인이 되는 벽면 영역의 형성은 석고보드의 생산성 및 품질을 향상시킴에 있어서 바람직하지 않다. 또 토출관을 제조 라인의 중심축선과 평행하게 배향시키면, 좌우의 슬러리 토출구의 이간 거리가 단축되는 결과, 석고 슬러리를 석고보드 원지의 폭방향에 있어서 균일하게 흘려 퍼지게 하는 것이 곤란하게 되어, 두갈래식 또는 분배식 부츠의 이점이 손상된다.
본 발명은 이와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 믹서에 의해 조제된 석고 슬러리류를 분류하여 복수의 슬러리 토출구로부터 석고 슬러리를 석고보드 원지 상에 토출하도록 구성된 믹서의 슬러리 토출관 및 석고 슬러리 토출 방법에 있어서, 각 토출구의 석고 슬러리에 유량차 및 비중차가 발생하는 것을 방지함과 아울러, 슬러리 체류 원인이 되는 관 내의 연직 벽면 영역 등을 토출관의 분기부에 형성하지 않아, 슬러리류를 원활하게 분류하고, 게다가 슬러리 토출구의 이간 거리를 충분히 확보하는 것에 있다.
본 발명은 또 석고 슬러리가 석고보드 원지의 외측으로 뛰어오르거나 또는 밀려나오는 빈도를 저감시키고, 또는 이와 같은 현상을 미연에 방지하는 것을 추가적인 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 연속 반송되는 석고보드 원지 상에 공급해야 할 석고 슬러리를 혼련하는 믹서에 설치되고, 이 믹서의 혼련 영역으로부터 도출된 상기 석고 슬러리를 슬러리 토출구로부터 상기 석고보드 원지 상에 토출하도록 구성된 믹서의 슬러리 토출관에 있어서,
상기 혼련 영역으로부터 도출된 상기 석고 슬러리가 도입되는 직관로와, 이 직관로를 분기하는 분기부와, 이 분기부를 통하여 상기 직관로에 접속된 복수의 분기관로를 가지고,
상기 직관로는 상기 석고보드 원지의 반송 방향 하류측으로 곧게 뻗어 상기 석고 슬러리의 직진 유로를 형성하고,
인접하는 상기 분기관로의 관벽 부분은 상기 분기부에 있어서 V자형의 횡단면 또는 수평단면을 이루어 서로 접합되고, 이웃하는 상기 분기관로는 평면시에서 20도 이상 또한 150도 이하의 상대 각도를 이루어 반송 방향 하류측으로 확개되도록 상기 분기부로부터 반송 방향 하류측으로 뻗고,
상기 분기부는 상기 직관로로부터 유출되는 상기 석고 슬러리의 축류 또는 직진류를 분기하여 이 석고 슬러리의 분기류를 상기 분기관로에 각각 도입하고, 이 분기관로는 각각 반송 방향 하류측의 단부에 상기 슬러리 토출구를 가지고, 상기 분기류를 이 슬러리 토출구로부터 상기 석고보드 원지 상에 토출하는 것을 특징으로 하는 믹서의 슬러리 토출관을 제공한다.
본 발명은 또 석고 슬러리를 혼련하는 믹서의 혼련 영역으로부터 도출된 이 석고 슬러리를 석고보드 원지 상에 토출하고, 연속 반송되는 이 석고보드 원지 상에 상기 석고 슬러리를 연속적으로 흘려 퍼지게 하는 석고 슬러리 토출 방법에 있어서,
원형 단면의 곧은 직진 유로를 가지는 직관로에 상기 혼련 영역의 석고 슬러리를 도입하여 이 석고 슬러리의 흐름을 축류 또는 직진류로 정류하고,
이 축류 또는 직진류를 분기부에 도입하고, 이 분기부에 의해 상기 축류 또는 직진류를 분할하여, 평면시에서 20도 이상 또한 150도 이하의 상대 각도를 이루는 복수의 분기관로에 상기 석고 슬러리의 분기류를 도입하고,
각 분기관로의 하류측 단부에 각각 설치된 슬러리 토출구로부터 상기 석고보드 원지 상에 상기 석고 슬러리를 토출하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리 토출 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 구성에 의하면, 혼련 영역으로부터 도출된 석고 슬러리는 석고 슬러리의 축류 또는 직진류를 형성하는 직관로에 도입되고, 이 직관로에 있어서 정류된다. 분기부는 이웃하는 분기관로의 관벽 부분을 V자형의 횡단면 또는 수평단면을 이루게 하여 서로 접합하여 이루어지는 V자형 유로에 의해 축류 또는 직진류를 원활하게 분할하고, 석고보드 원지의 반송 방향의 하류측으로 확개되는 방향으로 유동하는 석고 슬러리의 분기류를 각 분기관로의 슬러리 토출구로부터 각각 토출한다. 슬러리 토출구의 이간 거리는 분기관로의 접합 각도를 적절하게 설정함으로써 소망하는 바와 같이 확보할 수 있다. V자형의 유로에 의해 축류 또는 직진류를 분할하는 분기부는 석고 슬러리의 체류 원인이 되는 연직 벽면 영역 등을 구비하지 않고, 따라서 석고 슬러리의 찌꺼기, 경화물 또는 고화물 등의 생성 또는 부착을 확실히 방지할 수 있다.
또 상기 구성의 슬러리 토출관은 혼련 영역으로부터 도출된 석고 슬러리의 흐름을 직관로의 선형 유로에 있어서 축류 또는 직진류로 정류한 후에 분기부에서 분류한다. 이와 같이 석고 슬러리의 흐름을 정류하는 직관로는 슬러리 토출관의 상류측에 있어서의 석고 슬러리의 회전 운동 또는 거동 등의 작용이 하류측으로 연속되고 또는 지속되는 것을 적어도 부분적으로 해소하거나 또는 없애는 완충띠 또는 완충역으로서 기능하고, 또는 이와 같은 상류측 유로의 작용이 슬러리 토출관에 있어서 재생되는 것을 저지하는 완충띠 또는 완충역으로서 기능한다. 이 때문에 상기 토출관 구조 및 토출 방법에 의하면, 각 슬러리 토출구의 석고 슬러리에 유량차나 비중차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게는 상기 직관로는 30mm 이상 또한 200mm 이내의 유로 길이를 가지고, V자형으로 접합한 분기관로의 관벽 접합부는 직관로의 축류 또는 직진류에 대향하도록 테이퍼형의 선단부를 이 축류 또는 직진류를 향하게 하여 이루어지는 대향류 분할 요소 또는 대향류 분류 요소를 분기부의 관내 영역에 형성한다. 또한 직관로의 유로 길이를 30mm 이하의 치수로 설정한 경우, 각 슬러리 토출구의 석고 슬러리에 유량차나 비중차가 발생하는 것을 방지하는 직관로의 작용을 충분히 확보하기 어려우므로, 유량차나 비중차의 발생을 방지하기 위해서는 유로 길이를 증대시키는 것이 바람직하다. 한편 유로 길이를 과잉으로 증대시키면, 석고의 찌꺼기, 경화물 또는 고화물 등이 직관로의 내면에 부착되기 쉬워짐과 아울러, 토출관의 지지의 안정성을 소망하는 바와 같이 확보하기 어려워지므로, 직관로의 유로 길이는 상기한 바와 같이 200mm 이하의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 이웃하는 슬러리 토출구의 중심은 석고보드 원지의 폭방향에 있어서 적어도 150mm의 이간 거리를 가진다. 일반적으로 석고보드 원지의 폭은 대략 1m정도인데, 슬러리 토출구를 이와 같이 이간시킴으로써, 석고 슬러리를 석고보드 원지 상에 대략 균일하게 흘려 퍼지게 할 수 있다.
본 발명의 적합한 실시형태에 의하면, 상기 직관로의 중심축선은 평면시에서 상기 반송 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 배향되고, 분기관로는 상기 중심축선에 대하여 좌우 대칭으로 배치된다. 「실질적으로 평행한 방향」이란 엄밀하게 평행하지 않아도 되며, ±5~±10도 정도의 오차를 허용할 수 있는 것을 의미한다. 각 분기관로는 석고보드 원지의 폭방향 안쪽으로 굴곡되어 뻗는 유출관부를 그 선단 부분에 가진다. 유출관부는 슬러리 토출구를 가지고, 슬러리 토출구는 평면시에서 반송 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 석고 슬러리를 토출하도록 배향된다. 이와 같은 구성에 의하면, 석고 슬러리는 평면시에서 석고보드 원지의 반송 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 슬러리 토출구로부터 석고보드 원지 상에 유출되므로, 석고 슬러리가 석고보드 원지의 외측으로 뛰어오르거나 또는 밀려나오는 빈도를 저감시키고, 또는 이와 같은 현상을 방지할 수 있다.
바람직하게는 슬러리 토출관은 유출관부 또는 분기관로를 지지하는 지지 기구를 가지고, 이 지지 기구는 유출관부 또는 분기관로의 관체 외주면을 전체적으로 둘러싸는 환상 부재와, 환상 부재를 매다는 현수구와, 유출관부 또는 분기관로의 상방역에 배치되고 또한 현수구의 상부를 지지하는 지지구를 가진다. 현수구는 현수구의 회전 위치에 상응하여 환상 부재의 각도 위치가 변화하도록 환상 부재와 일체화되어 있고, 지지구는 현수구를 회전 가능하게 지지한다. 슬러리 토출구의 슬러리 토출 방향은 현수구의 회전에 따른 환상 부재의 각도 위치의 변화에 상응하여 변화하므로, 환상 부재의 각도 위치를 변화시켜 슬러리 토출구의 슬러리 토출 방향을 변화시키거나 또는 조절할 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 환상 부재에는 바이브레이터의 진동자가 연결되는 진동 전달 부재가 일체적으로 연결된다. 진동자의 진동은 진동 전달 부재 및 환상 부재를 통하여 유출관부에 전달된다.
적합하게는 슬러리 토출관은 상기 세로관 또는 직관로의 관내 유로를 국소적으로 변형시키도록 세로관 또는 직관로의 관벽을 압압하는 관벽 압압 기구 또는 관벽 압압 부재를 가진다. 관벽 압압 기구 또는 관벽 압압 부재는 세로관 또는 직관로의 관내 유로의 관벽을 국소적으로 압압하여, 세로관 또는 직관로의 유로 단면을 국소적으로 변화시킨다. 슬러리 토출관의 유로 단면이 관벽의 변화에 따라 국소적으로 축소되므로, 석고 슬러리의 유속 분포가 변화하고, 또는 슬러리 토출관의 관 내에 국소적으로 발생할 수 있는 체류역이 유로 단면의 변화에 따라 해소된다. 따라서, 이와 같은 관벽 압압 기구 또는 관벽 압압 부재를 구비한 슬러리 토출관에 의하면, 유로 단면의 국소적인 변형 또는 이형성에 의해, 석고 슬러리의 섞임이 좋아지도록, 토출관 내의 석고 슬러리의 유동 특성이나 유속 분포를 개선할 수 있고, 또는 유로 단면의 국소적인 변형 또는 이형성에 의해, 토출관 내에 석고 슬러리의 체류역이 발생하는 것을 방지하고, 이것에 의해 석고 슬러리의 찌꺼기, 고화물 또는 경화물 등이 토출관 내에 생성되고 또는 부착되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 적합한 실시형태에 있어서는, 슬러리 토출관은 석고보드 제조 장치의 중심축선에 대하여 좌우 대칭의 형상·구조를 가지는 두갈래 형태 또는 Y자 형태의 관체로 이루어지고, 균일한 슬러리 토출량으로 설정된 좌우 한 쌍의 슬러리 토출구가 석고보드 제조 장치의 중심축선에 대하여 좌우 대칭으로 배치된다. 소망하는 바에 따라, 좌우의 분기관로의 유로 직경을 변화시켜, 각각의 슬러리 토출구의 슬러리 토출량을 상대적으로 변화시켜도 된다. 또 슬러리 토출관의 상류측에 있어서의 석고 슬러리의 회전 운동 등의 영향에 의해, 동일한 슬러리 토출량으로 설정한 좌우 한 쌍의 슬러리 토출구가 그러한 설정에도 불구하고 서로 상이한 유량의 슬러리를 토출하는 현상이 발생하는 일이 있는데, 이와 같은 경우에는 좌우의 분기관로의 유로 직경을 상이하게 하고, 이것에 의해 각 슬러리 토출구가 균일한 유량의 석고 슬러리를 토출하도록 조절해도 된다.
다른 관점으로부터, 본 발명은 상기 구성의 슬러리 토출관을 구비한 석고보드 제조 장치를 제공한다.
또 다른 관점으로부터, 본 발명은 상기 구성의 석고 슬러리 토출 방법을 사용하여 석고보드를 제조하는 석고보드 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 구성에 의하면, 믹서에 의해 조제된 석고 슬러리류를 분류하여 복수의 슬러리 토출구로부터 석고 슬러리를 석고보드 원지 상에 토출하도록 구성된 믹서의 슬러리 토출관 및 석고 슬러리 토출 방법에 있어서, 각 토출구의 석고 슬러리에 유량차 및 비중차가 발생하는 것을 방지함과 아울러, 슬러리 체류 원인이 되는 관 내의 연직 벽면 영역 등을 토출관의 분기부에 형성하지 않아, 슬러리류를 원활하게 분류하고, 게다가 슬러리 토출구의 이간 거리를 충분히 확보할 수 있다.
또 평면시에서 석고보드 원지의 반송 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 석고 슬러리를 슬러리 토출구로부터 석고보드 원지 상에 유출시키는 본 발명의 상기 구성에 의하면, 석고 슬러리가 석고보드 원지의 외측으로 뛰어오르거나 또는 밀려나오는 빈도를 저감시키고, 또는 이와 같은 현상을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 석고보드의 성형 공정을 부분적 또한 개략적으로 나타내는 공정 설명도이다.
도 2(A)는 석고보드 제조 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 부분 평면도이며, 도 2(B) 및 도 2(C)는 믹서의 구성을 나타내는 평면도 및 횡단면도이다.
도 3은 믹서의 내부 구조 및 슬러리 토출관의 구성을 나타내는 부분 파단 사시도이다.
도 4는 슬러리 토출관의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5(A) 및 도 5(B)는 슬러리 토출관을 구성하는 세로관 및 Y자관의 구조를 나타내는 평면도 및 측면도이며, 도 5(C)는 도 5(A)의 I-I선에 있어서의 단면도이다.
도 6(A) 및 도 6(B)은 도 5의 II-II선 및 III-III선에 있어서의 슬러리 토출관의 단면도이며, 도 6(C)은 도 6(A)의 IV-IV선에 있어서의 단면도이다.
도 7(A) 및 도 7(B)은 Y자관의 지지 구조를 나타내는 관체 지지 기구의 종단면도 및 횡단면도이다.
도 8(A), 도 8(B) 및 도 8(C)은 슬러리 토출관의 변형예를 나타내는 측면도이다.
도 9(A), 도 9(B) 및 도 9(C)는 관벽 압압 기구 또는 관벽 압압 부재를 구비한 슬러리 토출관의 구성을 나타내는 슬러리 토출관의 부분 측면도이며, 도 9(D)~도 9(G)는 관벽 변형의 태양을 개념적으로 나타내는 슬러리 토출관의 부분 단면도이다.
도 10(A) 및 도 10(B)은 종래의 슬러리 토출관의 구조를 나타내는 평면도 및 측면도이다.
도 11(A)은 종래의 슬러리 토출관의 구조를 나타내는 사시도이며, 도 11(B)은 도 11(A)의 V-V선에 있어서의 단면도이다.
(실시예)
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 석고보드의 성형 공정을 부분적 또한 개략적으로 나타내는 공정 설명도이며, 도 2(A)는 석고보드 제조 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 부분 평면도이다. 도 2(B) 및 도 2(C)는 믹서의 구성을 나타내는 평면도 및 횡단면도이다. 도 3은 믹서의 내부 구조 및 슬러리 토출관의 구성을 나타내는 부분 파단 사시도이다. 또한 도 3에는 슬러리를 하지의 폭방향 중앙 영역(코어 영역)에 토출하는 슬러리 토출관의 구성이 나타나 있는데, 슬러리를 하지의 폭방향 양단 부분(에지 영역)에 토출하는 분취관 및 그 슬러리 토출구에 대해서는 도 3에 있어서 도시를 생략하고 있다.
도 1 및 도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 석고보드 제조 장치는 석고보드용 원지의 하지(1)를 화살표(J) 방향으로 반송하는 반송 장치를 가지고, 하지(1)는 생산 라인을 따라 연속 반송된다. 믹서(5)가 반송 라인과 관련된 소정 위치에 배치된다. 본 예에서는 믹서(5)는 석고보드 제조 장치의 중심축선(X-X) 상에 있어서 반송 테이블(T)의 직상역에 위치한다. 소석고, 접착조제, 경화촉진제, 첨가제, 혼화재 등의 분체(P) 및 액체(물)(W)가 믹서(5)에 공급된다. 믹서(5)는 이들 원료를 혼련하여, 슬러리 송출부(6) 및 슬러리 토출관(10)을 통하여 슬러리(소석고 슬러리)(3(3a))를 하지(1) 상에 공급함과 아울러, 분취관(7(7a, 7b))을 통하여 슬러리(3(3b))를 하지(1) 상에 공급한다. 슬러리 송출부(6)는 믹서(5)의 외주부로부터 바깥쪽으로 유출된 슬러리를 슬러리 토출관(10)에 도출하도록 배치된다. 슬러리 토출관(10)은 슬러리 송출부(6)의 슬러리(3(3a))를 슬러리 토출구(11)(이하, 「토출구(11)」라고 한다.)로부터 하지(1)의 폭방향 중앙 영역(코어 영역)에 토출하도록 위치 결정된다. 분취관(7a, 7b)은 믹서(5)의 외주부로부터 바깥쪽으로 유출된 슬러리(3(3b))를 좌우의 슬러리 토출구(70)로부터 하지(1)의 폭방향 양단 부분(에지 영역)에 토출하도록 배관된다.
하지(下紙)(1)는 슬러리(3(3a, 3b))와 함께 이송되고, 성형 롤러(8(8a, 8b))에 이른다. 상지(上紙)(2)가 상측의 롤러(8a)의 외주를 부분적으로 주회(周回)하여, 반송 방향으로 전향된다. 전향된 상지(2)는 하지(1) 상의 슬러리(3)에 접하고, 하지(1)와 실질적으로 평행하게 반송 방향으로 반송된다. 하지(1), 슬러리(3) 및 상지(2)로 이루어지는 3층 구조의 연속적인 띠상 적층체(4)가 성형 롤러(8)의 하류측에 형성된다. 띠상 적층체(4)는 슬러리 경화 반응의 진행을 수반하면서 반송 속도(V)로 연속 주행하고, 조절단(粗切斷) 롤러(9(9a, 9b))에 이른다. 소망하는 바에 따라, 성형 롤러(8)를 사용한 성형 방법 대신에, 압출 성형기(Extruder)에 의한 성형이나, 직사각형 개구부를 가지는 게이트의 통과에 의한 성형 등, 다양한 성형 방법을 채용할 수 있다.
조절단 롤러(9)는 연속적인 띠상 적층체를 소정 길이의 판체로 절단하고, 이것에 의해 석고를 주체로 하는 심부(코어)를 석고보드용 원지로 피복하여 이루어지는 판상체, 즉 석고보드의 원판이 형성된다. 석고보드의 원판은 화살표(J) 방향으로 반송되고, 건조기(도시하지 않음)에 통과되어 강제 건조되며, 그 후, 소정의 제품 길이로 절단되고, 이렇게 하여 석고보드 제품이 제조된다.
도 2(B), 도 2(C) 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 예의 믹서(5)는 편평한 원통상 케이싱 또는 하우징(50)(이하, 「케이싱(50)」이라고 한다.)을 가지는 핀형 믹서이다. 케이싱(50) 내에는 분체(P) 및 액체(물)(W)를 혼련 가능한 기 내 혼련 영역(51)이 형성된다. 수직인 회전축(52)의 하단부가 케이싱(50)의 상판 중심부를 관통한다. 회전축(52)의 상단부(도시하지 않음)는 회전 구동 장치, 예를 들면 전동 모터(도시하지 않음)에 연결되어, 소정의 회전 방향(본 예에서는 상방으로부터 보아 시계 회전 방향(γ))으로 회전한다.
혼련해야 할 분체 성분(P)을 공급하는 분체 공급관(PP)이 케이싱 상판에 접속됨과 아울러, 혼련용수(W)를 공급하는 급수관(WP)이 케이싱 상판에 접속된다. 분취구(7(7c, 7d))가 슬러리 송출부(6)의 반대측에 있어서 케이싱(50)의 원환벽(54)에 배열설치되고, 분취관(7a, 7b)이 원환벽(54)의 분취구(7c, 7d)에 각각 연결된다.
도 2(C)에 나타내는 바와 같이, 슬러리 송출부(6)를 구성하는 슬러리 배출구(60)가 원환벽(54)에 형성된다. 슬러리의 비중을 조정하기 위한 거품을 슬러리에 공급하는 거품 공급관(65)이 슬러리 송출부(6)를 구성하는 중공 연결부(61)에 접속되고, 거품 공급관(65)의 거품 공급구가 중공 연결부(61)의 내벽면에 개구된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 케이싱(50) 내에는 회전 원반(56)이 회전 가능하게 배치된다. 회전 원반(56)의 중심부가 회전축(52)의 확대 하단부에 고정되고, 회전축(52)의 회전에 의해 화살표(γ) 방향(시계 회전 방향)으로 회전한다. 다수의 치형부(57)가 회전 원반(56)의 외주 영역에 형성된다. 다수의 하위 핀(이동 핀)(58)이 회전 원반(56) 및 치형부(57)의 상면에 배치된다. 다수의 상위 핀(정지 핀)(59)이 케이싱 상판에 고정되고, 기 내 혼련 영역(51) 내에 수하된다. 상하의 핀(58, 59)은 회전 원반(56)의 반경 방향으로 교대로 배치되고, 원반의 회전시에 상대 이동하여, 케이싱(50) 내에 도입된 석고보드 원료를 혼합 교반한다. 각 치형부(57)는 회전반(56)의 회전 방향 또한 바깥쪽으로 피혼련 유체(슬러리)를 압압 내지 탄성가압한다.
석고보드의 제조시에는 믹서(5)의 회전 구동 장치(도시하지 않음)가 작동되어, 회전 원반(56)이 화살표(γ) 방향으로 회전 구동됨과 아울러, 믹서(5)로 혼련해야 할 성분(분체)(P) 및 혼련용수(W)가 분체 공급관(PP) 및 급수관(WP)을 통하여 믹서(5) 내에 공급된다. 혼련 성분(P) 및 혼련용수(W)는 믹서(5)의 기 내 혼련 영역(51)에 있어서 교반 혼합되면서, 원심력의 작용에 의해 회전 원반(56) 상을 바깥쪽으로 이동하고, 외주 영역에 있어서 둘레 방향으로 유동한다.
기 내 혼련 영역(51)에 생성된 슬러리의 일부는 분취관(7a, 7b)을 통하여 하지(1)의 에지 영역에 토출되는데, 기 내 혼련 영역(51)에 생성된 슬러리의 대부분은 슬러리 배출구(60)로부터 중공 연결부(61)에 유출된다. 거품 공급관(65)의 거품 공급구에 의해 소정량의 거품이 슬러리에 공급되어, 거품이 혼입된 슬러리는 슬러리 송출부(6)를 구성하는 원통형 수직 슈트(62) 내에 유입된다.
수직 슈트(62)에 유입된 슬러리 및 거품은 수직 슈트(62)의 중심축선을 중심으로 선회하고, 수직 슈트(62)의 내주 벽면을 따라 회전 유동한다. 수직 슈트(62)에 있어서의 슬러리의 선회 운동 또는 회전 운동에 의해, 슬러리 및 거품은 전단력을 받아 혼합되고, 거품은 슬러리 내에 균일하게 분산된다. 수직 슈트(62)에 있어서 거품이 혼합된 슬러리는 수직 슈트(62)의 하단에 접속된 슬러리 토출관(10)(이하, 「토출관(10)」이라고 한다.)을 통하여 하지(1) 상에 토출된다. 수직 슈트(62)의 구조에 대해서는 본 출원인의 PCT 국제 출원에 따른 국제공개공보 WO2014/087892호 공보(특허문헌 5)에 상세하게 기재되어 있으므로, 동 공보를 인용함으로써, 상세한 설명을 생략한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 토출관(10)을 구성하는 세로관(12)이 수직 슈트(62)의 하측에 동심상 또한 일체적으로 연결된다. 전체적으로 두갈래 형태 또는 Y자 형태를 가지는 Y자관(13)의 직관로(14)가 세로관(12)의 하단부 외주면에 일체적으로 연결된다. 직관로(14)는 중심축선(X-X)을 따라 뻗고, 분기부(15)에 의해 좌우 한 쌍의 분기관로(16)로 분기된다. 좌우의 분기관로(16)는 J방향을 향하여 전체적으로 확개되도록 뻗는다. 각 분기관로(16)는 대략 중심축선(X-X)과 평행한 방향으로 굴곡된 유출관부(17)를 선단 부분에 가지고, 각 유출관부(17)는 토출구(11)를 가진다. 토출관(10)은 일반적으로 「부츠」, 「배출 부츠」, 「다각 부츠」, 「두갈래 부츠」 등의 명칭으로 불리는 석고보드 제조 장치의 구성 요소이다. 단, 토출관(10)은 수직 슈트(62)의 일부로서 파악되며, 간단히 「슈트」로 표현되는 일도 있다.
도 4는 토출관(10)의 구성을 나타내는 사시도이며, 도 5 및 도 6은 세로관(12) 및 Y자관(13)의 구조를 나타내는 평면도, 측면도, I-I선 단면도, II-II선 단면도, III-III선 단면도 및 IV-IV선 단면도이다. 도 7은 Y자관(13)의 지지 구조를 나타내는 종단면도 및 횡단면도이다. 도 4~도 7을 참조하여, 토출관(10)의 구성에 대해서 더욱 설명한다. 또한 도 4에 있어서는 슬러리를 하지(1)의 폭방향 양단 부분(에지 영역)에 토출하는 분취관(7a, 7b) 및 슬러리 토출구(70)는 도시가 생략되어 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 세로관(12)은 하단부를 수평 바닥판(12a)에 의해 폐색한 진원형 단면의 관체로 이루어지고, 전체적으로 균일 또는 균등한 직경(내경)(D1)을 가지는 종방향 유로를 형성한다. 연직 방향으로 뻗는 세로관(12)의 중심축선(Z-Z)은 수직 슈트(62)의 중심축선과 일치한다. 직경(D1)은 예를 들면 100~250mm의 범위 내의 치수로 설정된다. 세로관(12)의 관내 유로는 수직 슈트(62)의 관내 영역과 유체 연통한다. 또한 수직 슈트(62)와 마찬가지로 연직 방향에 대하여 약간 경사진 방향으로 중심축선(Z-Z)을 배향시켜도 된다.
도 5에 나타내는 바와 같이, Y자관(13)을 구성하는 직관로(14)의 상류단이 세로관(12)의 하단부 외주면에 접속되고, Y자관(13)의 관내 유로는 세로관(12)의 관내 유로와 유체 연통한다. Y자관(13)은 전체적으로 하방으로 각도(θ1)를 이루어 경사져 있고, 각도(θ1)는 예를 들면 10도~30도의 범위 내의 값으로 설정된다. 직관로(14)는 균일한 진원형 유로 단면의 관체로 이루어진다. 직관로(14)의 관내 유로의 직경(내경)(D2)은 직경 50~150mm의 범위 내의 값으로 설정된다. 직관로(14)의 유로 길이 또는 관로 길이(L1)는 30~200mm의 범위 내의 값으로 설정된다.
직관로(14)는 분기부(15)에 의해 좌우 한 쌍의 분기관로(16)로 분기된다. 분기부(15)는 중심축선(X-X)을 중심으로 좌우 대칭으로 유로를 분기하고, 분기부(15)에 있어서의 분기관로(16)의 분기 각도(θ2)는 25~90도의 범위 내, 바람직하게는 30~60도의 범위 내의 값으로 설정된다. 분기관로(16)는 대략 중심축선(X-X)의 방향으로 굴곡되는 굴곡부(18)를 통하여 유출관부(17)에 연접된다. 유출관부(17)의 선단 원형 개구는 하지(1)로부터 약간 상방으로 간격을 둔 위치에 있어서 하지(1)의 반송 방향(화살표(J) 방향)을 향하여 개구되어, 좌우 한 쌍의 토출구(11)를 형성한다. 좌우의 토출구(11)의 간격(L4)은 150~600mm의 범위 내의 값으로 설정된다.
분기관로(16) 및 유출관부(17)의 관내 유로의 직경(내경)(D3)은 30~100mm의 범위 내의 직경으로 설정된다. 토출구(11)의 직경(내경)은 직경(D3)과 동일하다. 분기관로(16)의 유로 길이(L2)는 150~600mm의 범위 내의 값으로 설정되고, 유출관부(17)의 유로 길이(L3)는 50~300mm의 범위 내의 값으로 설정된다.
세로관(12) 및 Y자관(13)은 고무, 엘라스토머 또는 합성 수지 등의 가요성 재료의 관체, 판체 등을 적당히 절단·가공하고, 접착, 용착, 용접 등의 접합 방법에 의해 관체끼리 또는 관체와 판체 등을 일체적으로 접합한 구조를 가진다. 상기 각도(θ1, θ2)는 관체끼리를 적절한 상대 각도로 접합함으로써 설정되고, 직관로(14) 및 분기관로(16)의 관경차(D2-D3)는 분기부(15)의 구조 및 형태에 의해 보상된다.
도 5(A)에 나타내는 바와 같이, 좌우의 분기관로(16)는 분기부(15)로부터 V자형으로 확개되어 하지 반송 방향 하류측으로 뻗는다. 좌우의 분기관로(16)의 관벽(16a)은 접합부(20)에 있어서 서로 접합됨과 아울러, 접합선(21)을 따라 분기부(15)에 접합된다. 도 6(C)에 나타내는 바와 같이, 접합부(20)에 있어서 각도(θ2)로 접합된 좌우의 관벽(16a)은 V자 형태의 유로 단면을 가지는 분기 유로를 분기부(15)의 관내 영역에 형성함과 아울러, V자형의 횡단면 또는 수평단면을 가지는 대향류 분할 요소 또는 대향류 분류 요소(22)(이하, 「분할 요소(22)」라고 한다.)를 접합부(20)의 유로측에 형성한다. 중심축선(X-X)에 위치하는 분할 요소(22)의 테이퍼형 선단부는 직관로(14)의 슬러리 주축류 또는 슬러리 직진류(S)(이하, 「슬러리 주축류(S)」라고 한다.)에 대향하도록 향하게 한다. 슬러리 주축류(S)는 분할 요소(22)에 의해 좌우 대칭의 분기 슬러리류(S1, S2)로 분할 또는 분류된다. 각 슬러리류(S1, S2)는 상기 서술한 바와 같이 좌우의 슬러리 토출구(11)로부터 하지(1) 상에 토출된다.
분할 요소(22)는 석고 슬러리의 체류 원인이 될 수 있는 연직 벽면 등을 구비하지 않고, 따라서 석고 슬러리의 찌꺼기, 경화물 또는 고화물 등의 생성을 확실하게 방지할 수 있다. 또 수직 슈트(62)로부터 세로관(12)에 도입된 석고 슬러리는 직관로(14)의 선형 유로에 있어서 축류 또는 직진류로 정류된 후, 분기부에서 분류된다. 따라서, 기 내 혼련 영역(51)이나 수직 슈트(62) 등에 있어서의 석고 슬러리의 회전 운동 등의 작용은 직관로(14)의 직진 유로에 있어서 대략 해소되거나 또는 없어지므로, 슬러리류(S1, S2)의 유량차가 비교적 크게 발생하는 것을 방지함과 아울러, 하지(1) 상에 토출하는 각 슬러리 토출구(11)의 석고 슬러리에 실질적인 비중차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또 각 분기관로(16)는 굴곡부(18)(도 5)를 통하여 유출관부(17)에 연접되고, 유출관부(17)의 선단 원형 개구, 즉 토출구(11)는 하지(1)의 반송 방향(화살표(J) 방향)을 향하여 개구되므로, 석고 슬러리가 하지(1)의 외측의 영역으로 뛰어오르거나 또는 밀려나오는 현상은 발생하기 어렵다.
본 발명자들은 본 발명의 실증 실험으로서, 직관로(14)의 유로 길이(L1)와, 좌우의 토출구(11)로부터 유출되는 석고 슬러리의 비중차와의 관계를 조사하는 실험을 실시했다. 이 실험에 의해 얻어진 유로 길이(L1) 및 비중차의 관계는 이하와 같았다. 또한 「0.00」은 비중차가 측정 불능이었던 것을 의미한다.
유로 길이(L1) 비중차
0mm 0.03
30mm 0.01
60mm 0.01
100mm 0.01
200mm 0.00
250mm 0.00
일반적으로 비중차는 0.02 이하인 것이 바람직하고, 따라서 유로 길이(L1)는 30mm 이상의 치수로 바람직하게 설정할 수 있다.
본 발명자들은 또 분기관로(16)의 선단부를 굴곡부(18)에 의해 굴곡시켜 유출관부(17)를 형성한 Y자관(13)(본 실시예)과, 분기관로(16)의 선단부를 굴곡시키지 않고 유출관부(17)에 곧게 연접한 Y자관(비교예)을 준비하고, 석고 슬러리가 하지(1)의 외측의 영역으로 뛰어오르거나 또는 밀려나오는 현상에 관하여, 본 실시예의 Y자관(13)과 비교예의 Y자관을 비교하는 실험을 실시했다.
본 실시예에 따른 Y자관(13)을 석고보드 제조 장치에 장착한 경우, 반송 테이블(T) 등에 뛰어오르거나 또는 밀려나온 석고 슬러리를 청소한 횟수는 8시간에 2회였던 것에 대해, 비교예에 따른 Y자관을 석고보드 제조 장치에 장착한 경우, 반송 테이블(T) 등에 뛰어오르거나 또는 밀려나온 석고 슬러리를 청소한 횟수는 8시간에 12회였다. 따라서 분기관로(16)의 선단부를 굴곡부(18)에 의해 굴곡시키고, 토출구(11)를 반송 방향(J)과 실질적으로 평행한 방향을 향하게 하는 것은 석고 슬러리가 하지(1)의 외측의 영역으로 뛰어오르거나 또는 밀려나오는 빈도를 저감시키고, 또는 이와 같은 현상을 방지함에 있어서 유효한 대책인 것이 확인되었다.
도 4에 나타내는 바와 같이, Y자관(13)을 소정 위치에 위치 결정 또한 지지하기 위한 브래킷 조립체(30) 및 지지구 조립체(40)가 Y자관(13)의 상방역에 배열설치된다. 브래킷 조립체(30)는 수직 슈트(62)(또는 케이싱(50), 또는 케이싱(50)을 지지하는 석고보드 제조 장치의 기 프레임(도시하지 않음))에 고정된 기부(31)와, 기부(31)에 지지된 L형 지지구(32)와, L형 지지구(32)로부터 화살표(J) 방향으로 연장되는 수평의 지지판(33)으로 구성된다. 좌우 한 쌍의 지지구 조립체(40)는 각각 그 기단부가 지지판(33)에 고정된다. 기부(31), 지지구(32) 및 지지판(33)은 스테인레스제 부품 등의 금속제 부품으로 이루어진다.
지지구 조립체(40)는 볼트·너트 조립체(42)에 의해 지지판(33)에 고정된 좌우 한 쌍의 레일형 지지구(41)와, 각 지지구(41)에 의해 매달린 전나사 볼트(43)와, 각 전나사 볼트(43)의 하단부에 배치된 환상의 관체 지지구(44)와, 각 관체 지지구(44)와 일체화한 진동 전달판(45)을 가지고, 유출관부(17)의 지지 기구를 구성한다. 유출관부(17)가 관체 지지구(44)에 삽입통과된다. 유출관부(17)의 관벽은 관체 지지구(44)의 내주면에 배치된 완충재(도시하지 않음)를 통하여 관체 지지구(44)에 끼워맞춘다. 좌우의 진동 전달판(45)에는 바이브레이터(46)가 각각 부착된다. 각 바이브레이터(46)에는 압축 공기 공급관(47)이 접속됨과 아울러, 압축 공기를 배기하는 압축 공기 배기관(48)이 접속된다. 압축 공기 공급관(47)은 컴프레서 등의 압축 공기원(도시하지 않음)에 접속된다.
지지구(41)는 Y자관(13)의 관로 중심의 바로 위에 배치된 슬릿, 슬롯 또는 긴 구멍(41a)(이하, 「슬릿(41a)」이라고 한다.)을 가진다. 도 7(A)에 나타내는 바와 같이, 전나사 볼트(43)(이하, 「볼트(43)」라고 한다.)의 상단부는 슬릿(41a)을 관통하고, 너트(49a, 49b)가 지지구(41)의 상측 또는 하측에 있어서 볼트(43)에 나사장착된다. 와셔(49c, 49d)를 통하여 상하의 너트(49a, 49b)를 지지구(42)의 상면 및 하면에 대하여 체결함으로써, 볼트(43)의 상단부를 지지구(41)에 고정할 수 있다.
볼트(43)는 지지구(41)로부터 수하되어, 진동 전달판(45)의 롱 너트(45a)에 일체적으로 연결된다. 진동 전달판(45)의 본체(45b)는 관체 지지구(44)에 일체화되어 있고, 진동 전달판(45)은 바이브레이터(46)(일점쇄선으로 나타낸다)의 진동자의 진동을 관체 지지구(44)에 전달하고, 관체 지지구(44)의 진동은 유출관부(17)를 통하여 관내 유로의 슬러리에 전달된다.
너트(49a, 49b)를 약간 이완시켜 볼트(43)를 도 7에 화살표(η)로 나타낸 바와 같이 회전시키면, 토출구(11)의 방향은 도 7(B)에 화살표(λ)로 나타내는 바와 같이 하지(1)의 폭방향으로 변화한다. 따라서, 너트(49a, 49b)를 약간 이완시켜 볼트(43)를 소망하는 회전 방향으로 회전시키고, 너트(49a, 49b)를 다시 체결함으로써, 토출구(11)가 토출하는 슬러리의 방향(α)을 하지(1)의 폭방향으로 미조절할 수 있다.
도 8은 슬러리 토출관(10)의 변형예를 나타내는 슬러리 토출관의 부분 측면도이다.
도 8(A)에 나타내는 슬러리 토출관(10)은 축경 하부(12b)를 구비한 세로관(12)을 가지고, Y자관(13)의 직관로(14)는 축경 하부(12b)에 접속된다. 도 8(B)에 나타내는 슬러리 토출관(10)의 세로관(12)은 완만하게 만곡되는 만곡 하부(12c)를 구비하고, 만곡 하부(12c)는 서서히 직경 축소되어 Y자관(13)의 직관로(14)에 연접된다. 도 8(C)에 나타내는 슬러리 토출관(10)의 세로관(12)은 도 8(A)에 나타내는 세로관(12)과 동일하게, 축경 하부(12d)를 구비하는데, 이 축경 하부(12d)는 세로관(12) 내를 흘러내려가는 석고 슬러리를 직관로(14)의 측으로 편향시키도록 경사진 경사부(12e, 12f)를 가진다.
도 9는 세로관(12) 또는 Y자관(13)의 관벽을 국소적으로 변형시키는 관벽 압압 기구 또는 관벽 압압 부재(이하, 「관벽 압압 디바이스」라고 한다.)를 구비한 슬러리 토출관(10)의 구성을 나타내는 슬러리 토출관(10)의 부분 측면도이다.
도 9(A)에 나타내는 슬러리 토출관(10)은 세로관(12)의 관벽을 관로 안쪽으로 압압하는 관벽 압압 디바이스(81)를 구비한다. 관벽 압압 디바이스(81)의 압압부(81a)는 직관로(14)와 반대의 측에 위치하는 세로관(12)의 관벽 부분을 화살표(F) 방향으로 압압하여 세로관(12)의 관내 유로를 변형시킨다. 압압부(81a)는 압압부(81a)에 외력을 부여하는 구동 장치의 구동부(81b)에 연결된다. 도 9(A)에 나타내는 바와 같이, 직관로(14)의 관벽을 관로 안쪽(화살표(F) 방향)으로 압압하는 관벽 압압 디바이스(84)를 슬러리 토출관(10)에 설치해도 된다. 도 9(A)에는 슬러리 토출관(10)의 하면을 관벽 압압 디바이스(84)에 의해 상방으로 압압하는 태양이 나타나 있는데, 슬러리 토출관(10)의 측면 또는 상면을 관벽 압압 디바이스(84)에 의해 측방 또는 하방으로 압압하는 것도 가능하다.
도 9(B) 및 도 9(C)에 나타내는 슬러리 토출관(10)은 수평 바닥벽(12a), 축경 하부(12b) 또는 만곡 하부(12c)를 비스듬히 상방(화살표(F) 방향)으로 압압하는 경사판형의 관벽 압압 디바이스(82, 83)를 가지고, 관벽 압압 디바이스(82, 83)는 파선으로 나타내는 바와 같이 수평 바닥벽(12a) 및 축경 하부(12b), 또는 만곡 하부(12c)를 국소적으로 변형시킨다.
도 9(D)~도 9(G)는 이와 같은 관벽의 변형의 태양을 나타내는 개념도이다. 도 9(D)에는 관벽(Tw)을 따라 흐르는 관내 슬러리류(Sb)가 화살표로 표시됨과 아울러, 관벽(Tw)의 근방에 체류역(Sc)이 형성된 상태가 나타나 있다. 도 9(D) 및 도 9(E)에 나타내는 관벽(Tw)은 예를 들면 도 9(A)에 나타내는 직관로(14)의 관벽이다. 체류역(Sc)은 예를 들면 슬러리류(Sb)의 국소적인 유속 저하나, 국소적인 와류의 형성 등에 의해 발생한다. 도 9(D)에 화살표(F)로 나타내는 바와 같이, 관벽 압압 디바이스(81~84)의 압압 요소(Pe), 예를 들면 디바이스(84)의 압압 요소(Pe)가 체류역(Sc) 근방의 관벽(Tw)의 부분에 대하여 압압되면, 도 9(E)에 나타내는 바와 같이 관벽(Tw)이 관내 방향으로 변형하고, 이 결과, 체류역(Sc) 근방의 슬러리류의 유속이 국소적으로 증대함과 아울러, 체류역(Sc)이 소실된다.
도 9(F)에는 슬러리류(Sb)의 방향 전환에 의해 관벽(Tw', Tw'')의 접합부 근방에 형성된 체류역(Sc)이 나타나 있다. 예를 들면 관벽(Tw', Tw'')은 도 9(B)에 나타내는 수평 바닥벽(12a) 및 축경 하부(12b)의 관벽이며, 디바이스(82)의 압압 요소(Pe')가 체류역(Sc) 근방의 관벽(Tw', Tw'')의 부분에 대하여 화살표(F) 방향으로 압압되면, 도 9(G)에 나타내는 바와 같이 관벽(Tw', Tw'')이 관내 방향으로 변형하고, 이 결과, 체류역(Sc) 및 그 근방의 슬러리류의 유속 분포가 변화함과 아울러, 체류역(Sc)이 소실된다.
이렇게 하여, 관벽 압압 디바이스(81~84)의 작용으로 관벽(Tw, Tw', Tw'')이 변형됨으로써, 슬러리 토출관(10)의 유로 단면이 국소적으로 축소되고, 이 결과, 석고 슬러리의 유속 분포가 변화하고, 또는 Y자관의 관 내에 국소적으로 발생할 수 있는 체류역이 해소된다. 따라서, 관벽 압압 디바이스(81~84)를 구비한 슬러리 토출관(10)에 의하면, 유로 단면의 국소적인 변형 또는 이형성에 의해, 석고 슬러리의 섞임이 좋아지도록 석고 슬러리의 유동 특성이나 유속 분포를 개선할 수 있고, 또는 유로 단면의 국소적인 변형 또는 이형성에 의해, 토출관 내에 석고 슬러리의 체류역이 발생하는 것을 방지하고, 이것에 의해 석고 슬러리의 찌꺼기, 경화물 또는 고화물 등이 슬러리 토출관(10)의 관내 유로에 생성되고, 또는 석고 슬러리의 찌꺼기, 경화물 또는 고화물 등이 슬러리 토출관(10)의 관벽 등에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 적합한 실시형태 및 실시예에 대해서 상세하게 설명했는데, 본 발명은 상기 실시형태 또는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위 내에서 각종 변형 또는 변경이 가능하다.
예를 들면 본 발명의 믹서의 구성은 핀형 믹서 이외의 형식의 믹서, 예를 들면 스크레이퍼식 믹서, 핀리스 믹서(날개형 믹서 등)에 동일하게 적용할 수 있다.
또 상기 실시예에 있어서는 수직 슈트 및 세로관의 중심축선은 수직 방향(연직 방향)으로 배향되어 있는데, 수직 슈트 및 세로관의 중심축선을 경사지게 해도 된다.
또한 상기 실시예에서는 세로관 및 Y자관은 고무, 엘라스토머 또는 합성 수지 등의 가요성 재료로 제작된 관체인데, 스테인레스관 및 스테인레스판 등의 금속관 또는 금속 재료를 사용하고, 각 금속관을 용접 등의 접합 방법에 의해 일체적으로 접합함으로써, 세로관 및 슬러리 토출관을 제작해도 된다.
또 상기 실시예는 믹서의 케이싱 원환벽에 배열설치한 슬러리 배출구에 슈트를 부착한 구성을 가지는 믹서에 관한 것인데, 본 발명의 구성은 케이싱 원환벽의 슬러리 배출구에 슬러리 수송관로를 횡방향으로 연결한 구성을 가지는 믹서나, 케이싱 하판에 배치한 슬러리 배출구에 하방향으로 슬러리 토출관로를 연결한 구성을 가지는 믹서 등에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있는 것이다.
(산업상 이용 가능성)
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 믹서에 의해 조제된 석고 슬러리류를 분류하여 복수의 슬러리 토출구로부터 석고 슬러리를 석고보드 원지 상에 토출하도록 구성된 믹서의 슬러리 토출관 및 석고 슬러리 토출 방법에 적용된다. 본 발명에 의하면, 직관로에 의해 슬러리류를 적절하게 직류화하고 또는 정류함으로써, 각 토출구의 석고 슬러리에 유량차 및 비중차가 발생하는 것을 방지함과 아울러, 슬러리 체류 요소를 토출관의 분기부에 형성하지 않아, 슬러리류를 원활하게 분류하고, 게다가 슬러리 토출구의 이간 거리를 충분히 확보할 수 있다. 또 본 발명에 의하면, 슬러리 토출 방향을 적절하게 설정하고 또는 조절함으로써, 석고 슬러리가 석고보드 원지의 외측으로 뛰어오르거나 또는 밀려나오는 빈도를 저감시키고, 또는 이와 같은 현상을 미연에 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실용적 효과에는 현저한 것이 있다.
본 발명은 또 이와 같은 슬러리 토출관을 사용하여 석고 슬러리를 석고보드 원지 상에 흘려 퍼지게 하는 석고보드 제조 장치 및 석고보드 제조 방법에 적용된다.
1…하지
2…상지
3…슬러리
5…믹서
6…수직 슈트
10…슬러리 토출관
11…슬러리 토출구
12…세로관
13…Y자관
14…직관로
15…분기부
16…분기관로
17…유출관부
18…굴곡부
20…접합부
22…대향류 분기 요소 또는 대향류 분류 요소
30…브래킷 조립체
40…지지구 조립체
50…케이싱
51…기 내 혼련 영역
81~84…관벽 압압 디바이스(관벽 압압 기구 또는 관벽 압압 부재)
α…슬러리 토출 방향
θ1, θ2…각도
D1~D3…직경
L1~L3…유로 길이
L4…간격
J…석고보드 원지의 반송 방향
S…슬러리 주축류 또는 슬러리 직진류
S1, S2…분기 슬러리류
X-X…석고보드 제조 장치의 중심축선

Claims (20)

  1. 연속 반송되는 석고보드 원지 상에 공급해야 할 석고 슬러리를 혼련하는 믹서에 설치되고, 이 믹서의 혼련 영역으로부터 도출된 상기 석고 슬러리를 슬러리 토출구로부터 상기 석고보드 원지 상에 토출하도록 구성된 믹서의 슬러리 토출관에 있어서,
    상기 혼련 영역으로부터 도출된 상기 석고 슬러리가 도입되는 직관로와, 이 직관로를 분기하는 분기부와, 이 분기부를 통하여 상기 직관로에 접속된 복수의 분기관로를 가지고,
    상기 직관로는 상기 석고보드 원지의 반송 방향 하류측으로 곧게 뻗어 상기 석고 슬러리의 직진 유로를 형성하고,
    인접하는 상기 분기관로의 관벽 부분은 상기 분기부에 있어서 V자형의 횡단면 또는 수평단면을 이루어 서로 접합되고, 이웃하는 상기 분기관로는 평면시에서 20도 이상 또한 150도 이하의 상대 각도를 이루어 반송 방향 하류측으로 확개되도록 상기 분기부로부터 반송 방향 하류측으로 뻗고,
    상기 분기부는 상기 직관로로부터 유출되는 상기 석고 슬러리의 축류 또는 직진류를 분기하여 이 석고 슬러리의 분기류를 상기 분기관로에 각각 도입하고, 이 분기관로는 각각 반송 방향 하류측의 단부에 상기 슬러리 토출구를 가지고, 상기 분기류를 이 슬러리 토출구로부터 상기 석고보드 원지 상에 토출하는 것을 특징으로 하는 믹서의 슬러리 토출관.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 직관로는 30mm 이상 또한 200mm 이내의 유로 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 슬러리 토출관.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, V자형으로 접합한 상기 분기관로의 관벽 접합부는 상기 직관로의 축류 또는 직진류에 대향하도록 테이퍼형의 선단부를 이 축류 또는 직진류를 향하게 하여 이루어지는 대향류 분할 요소 또는 대향류 분류 요소를 상기 분기부의 관내 영역에 형성하는 것을 특징으로 하는 슬러리 토출관.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직관로의 중심축선은 평면시에서 상기 반송 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 배향되고, 상기 분기관로는 상기 중심축선에 대하여 좌우 대칭으로 배치되고, 각 분기관로는 석고보드 원지의 폭방향 안쪽으로 굴곡되어 뻗는 유출관부를 그 선단 부분에 가지고, 이 유출관부는 상기 슬러리 토출구를 가지고, 이 슬러리 토출구는 평면시에서 상기 반송 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 상기 석고 슬러리를 토출하도록 배향되는 것을 특징으로 하는 슬러리 토출관.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분기관로 또는 그 유출관부를 지지하는 지지 기구가 설치되고, 이 지지 기구는 이 유출관부 또는 상기 분기관로의 관체 외주면을 전체적으로 둘러싸는 환상 부재와, 이 환상 부재를 매다는 현수구와, 상기 유출관부 또는 상기 분기관로의 상방역에 배치되고 또한 상기 현수구의 상부를 지지하는 지지구를 가지고, 상기 현수구는 이 현수구의 회전 위치에 상응하여 상기 환상 부재의 각도 위치가 변화하도록 상기 환상 부재와 일체화되어 있고, 상기 지지구는 상기 현수구를 회전 가능하게 지지하고, 상기 슬러리 토출구의 슬러리 토출 방향은 상기 현수구의 회전에 따른 상기 환상 부재의 각도 위치의 변화에 상응하여 변화하는 것을 특징으로 하는 슬러리 토출관.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 환상 부재에는 바이브레이터의 진동자를 진동 전달 가능하게 연결한 진동 전달 부재가 일체적으로 연결되고, 이 진동자의 진동은 상기 진동 전달 부재 및 상기 환상 부재를 통하여 상기 유출관부에 전달되는 것을 특징으로 하는 슬러리 토출관.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼련 영역과 상기 직관로 사이에 배치된 세로관과, 이 세로관 및/또는 상기 직관로의 관내 유로를 국소적으로 변형시키도록 상기 세로관 또는 상기 직관로의 관벽을 압압하여 이 관벽을 국소적으로 변형시키는 관벽 압압 기구 또는 관벽 압압 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 슬러리 토출관.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 이웃하는 상기 슬러리 토출구의 중심은 상기 석고보드 원지의 폭방향에 있어서 적어도 150mm의 이간 거리를 가지는 것을 특징으로 하는 슬러리 토출관.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분기관로는 각각의 상기 슬러리 토출구의 슬러리 토출량을 조정하기 위해, 서로 상이한 유로 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 슬러리 토출관.
  10. 석고 슬러리를 혼련하는 믹서의 혼련 영역으로부터 도출된 이 석고 슬러리를 석고보드 원지 상에 토출하고, 연속 반송되는 이 석고보드 원지 상에 상기 석고 슬러리를 연속적으로 흘려 퍼지게 하는 석고 슬러리 토출 방법에 있어서,
    원형 단면의 곧은 직진 유로를 가지는 직관로에 상기 혼련 영역의 석고 슬러리를 도입하여 이 석고 슬러리의 흐름을 축류 또는 직진류로 정류하고,
    이 축류 또는 직진류를 분기부에 도입하고, 이 분기부에 의해 상기 축류 또는 직진류를 분할하고, 평면시에서 20도 이상 또한 150도 이하의 상대 각도를 이루는 복수의 분기관로에 상기 석고 슬러리의 분기류를 도입하고,
    각 분기관로의 하류측 단부에 각각 설치된 슬러리 토출구로부터 상기 석고보드 원지 상에 상기 석고 슬러리를 토출하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리 토출 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 직관로는 30mm 이상 또한 200mm 이내의 유로 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리 토출 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, V자형으로 접합한 상기 분기관로의 관벽 접합부는 상기 직관로의 축류 또는 직진류에 대향하도록 테이퍼형의 선단부를 향하게 하여 이루어지는 대향류 분할 요소 또는 대향류 분류 요소를 상기 분기부의 관내 영역에 형성하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리 토출 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직관로의 중심축선은 평면시에서 반송 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 배향되고, 상기 분기관로는 상기 중심축선에 대하여 좌우 대칭으로 배치되고, 각 분기관로는 상기 석고보드 원지의 폭방향 안쪽으로 굴곡되어 뻗는 유출관부를 그 선단 부분에 가지고, 이 유출관부는 상기 슬러리 토출구를 가지고, 상기 석고 슬러리는 평면시에서 상기 반송 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 상기 슬러리 토출구로부터 상기 석고보드 원지 상에 유출되는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리 토출 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 유출관부의 관체 외주면을 전체적으로 둘러싸는 환상 부재에 의해 이 유출관부를 지지하고, 이 환상 부재의 각도 위치를 변화시켜 상기 슬러리 토출구의 슬러리 토출 방향을 변화시키는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리 토출 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 바이브레이터의 진동자를 진동 전달 가능하게 상기 환상 부재에 연결하고, 이 바이브레이터의 진동을 상기 유출관부에 전달하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리 토출 방법.
  16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼련 영역과 상기 직관로 사이에 배치된 세로관의 관벽 및/또는 이 직관로의 관벽을 국소적으로 압압하여, 상기 세로관 또는 상기 직관로의 유로 단면을 국소적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리 토출 방법.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 이웃하는 상기 슬러리 토출구의 중심을 상기 석고보드 원지의 폭방향에 있어서 적어도 150mm 이간시키는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리 토출 방법.
  18. 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분기관로의 유로 직경을 변화시켜, 각각의 상기 슬러리 토출구의 슬러리 토출량을 조정하는 것을 특징으로 하는 석고 슬러리 토출 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 슬러리 토출관을 구비한 석고보드 제조 장치.
  20. 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 석고 슬러리 토출 방법을 사용하여 석고보드를 제조하는 석고보드 제조 방법.
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