KR100842299B1 - 습식 파우더용 분급장치 - Google Patents

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최병훈
한방우
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대가파우더시스템 주식회사
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
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    • B03C3/16Plant or installations having external electricity supply wet type

Abstract

본 발명은 습식 파우더의 순도와 입경 균일도를 향상시키기 위하여 입경이 상대적으로 큰 조대 파우더와 불순물 등을 포함한 파우더를 원심 관성력과 정전기력 및 자력을 복합 적용하여 분급 및 분리함으로써 고부가가치의 파우더를 양산할 수 있는 습식 파우더용 분급장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 하부로 갈수록 직경이 감소하며 내부에 임펠러를 구비한 원뿔형 하우징과; 습식 파우더가 유입되도록 상기 하우징의 상부 일측에 연결되는 파우더 유입구와; 일측은 임펠러와 결합되고 타측은 모터와 결합된 회전축과, 상기 회전축 근방에 구비된 자석을 내재하고 일측에 파우더 유출구를 형성하여 상기 하우징의 상단에 연결된 파우더 유출부와; 상기 하우징의 하부와 연결되며 내부에 전압인가부를 구비한 호퍼부; 및 상기 하우징의 일측과 상기 전압인가부에 연결되어 전압을 인가하는 전압인가장치;를 포함하여 구성되는 것이 특징이다.
분급, 싸이클론, 분리, 파우더, 입도, 습식

Description

습식 파우더용 분급장치{Wet-type powder classification and separation apparatus}
도 1은 종래의 습식 싸이클론 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 습식 파우더용 분급장치를 나타낸 정면도이고,
도 3은 도 2의 평면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 파우더용 분급장치를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습식 파우더용 분급장치를 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10: 하우징 11:임펠러
12: 파우더 유입구 20: 파우더 유출부
21: 회전축 22: 파우더 유출구
30: 모터 40: 자석
50: 전압인가장치 60: 호퍼부
61: 전압인가부
본 발명은 습식 파우더의 순도와 입경 균일도를 향상시키기 위하여 입경이 상대적으로 큰 조대 파우더와 불순물 등을 포함한 파우더를 원심 관성력과 정전기력 및 자력을 복합 적용하여 분급 및 분리함으로써 고부가가치의 파우더를 양산할 수 있는 습식 파우더용 분급장치에 관한 것이다.
일반적으로 파우더 입자는 입경이 작을수록 입도가 균일할수록 그리고 순도가 높을수록 고품위의 품질을 갖는다. 파우더 입자를 제조하는 방법은 파우더가 만들어지는 상에 따라 고체상, 액상 및 기상의 3가지 방법으로 분류할 수 있는데 이러한 제조방법은 여러 가지 특수공정을 거치지 않으면 입도가 균일하고 순도가 높은 고품위의 파우더를 얻기가 매우 힘들다. 따라서, 상기 3가지 방법을 통해 합성시킨 파우더를 고품위의 제품으로 변환시키기 위해서는 파우더의 분급 및 분리의 조작이 필요하다.
이러한 습식 파우더의 분급 및 분리 방법 가운데 대표적인 것이 도 1에 도시한 바와 같은 습식 싸이클론 장치이다.
최근의 유럽 및 일본 등에서는 원료를 습식의 분급 및 분리하는 습식 싸이클론 장치가 공업적인 규모에서 상업화 적용되고 있다. 이러한 습식 싸이클론 장치는 공급되는 원료 파우더가 습식 싸이클론 몸체(100)의 측면부에 위치한 파우더 유입구(101)로 유입되면서 원심력을 받으면 측면을 따라 하단으로 이동한다. 이때 상대 적으로 큰 조대 파우더는 호퍼부(200)에 집중되어 하단의 배출구로 배출되고 상대적으로 작은 미세 파우더는 유체의 유동을 따라 이동하여 습식 싸이클론 중심축 상단에 설치된 파우더 유출구(102)로 배출되는 원리를 이용한 것이다. 이러한 습식 싸이클론의 경우, 구조가 간단하고 대량의 파우더를 단시간에 처리할 수 있는 장점이 있지만 충분한 원심력을 얻지 못할 경우 분급 및 분리 효율이 떨어지고 또한 비슷한 입경이나 비슷한 비중의 다른 불순물은 처리할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 습식 싸이클론 시스템에서 분급 및 분리하기 어려운 조대 파우더 및 불순물을 정전기력과 자력을 복합 적용하여 분급 및 분리성능이 향상된 습식 파우더용 분급장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 하부로 갈수록 직경이 감소하며 내부에 임펠러를 구비한 원뿔형 하우징과; 습식 파우더가 유입되도록 상기 하우징의 상부 일측에 연결되는 파우더 유입구와; 일측은 임펠러와 결합되고 타측은 모터와 결합된 회전축과, 상기 회전축 근방에 구비된 자석을 내재하고 일측에 파우더 유출구를 형성하여 상기 하우징의 상단에 연결된 파우더 유출부와; 상기 하우징의 하부와 연결되며 내부에 전압인가부를 구비한 호퍼부; 및 상기 하우징의 일측과 상기 전압인가부에 연결되어 전압을 인가하는 전압인가장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 습식 파우더용 분급장치에 의해 달성된다.
또한, 본 발명은 하부로 갈수록 직경이 감소하며 내부에 임펠러를 구비한 원뿔형 하우징과; 상기 하우징의 외주면을 따라 나선형태로 구비된 자석과; 습식 파우더가 유입되도록 상기 하우징의 상부 일측에 연결되는 파우더 유입구와; 일측은 임펠러와 결합되고 타측은 모터와 결합된 회전축을 내재하고 일측에 파우더 유출구를 형성하여 상기 하우징의 상단에 연결된 파우더 유출부와; 상기 하우징의 하부와 연결되며 내부에 전압인가부를 구비한 호퍼부; 및 상기 하우징의 일측과 상기 전압인가부에 연결되어 전압을 인가하는 전압인가장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 습식 파우더용 분급장치와,
하부로 갈수록 직경이 감소하며 내부에 임펠러를 구비한 원뿔형 하우징과; 상기 하우징의 외주면을 따라 등간격으로 다수개 구비되는 막대형 자석과; 습식 파우더가 유입되도록 상기 하우징의 상부 일측에 연결되는 파우더 유입구와; 일측은 임펠러와 결합되고 타측은 모터와 결합된 회전축을 내재하고 일측에 파우더 유출구를 형성하여 상기 하우징의 상단에 연결된 파우더 유출부와; 상기 하우징의 하부와 연결되며 내부에 전압인가부를 구비한 호퍼부; 및 상기 하우징의 일측과 상기 전압인가부에 연결되어 전압을 인가하는 전압인가장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 습식 파우더용 분급장치에 의해서도 달성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합 하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하되, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 하며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 습식 파우더용 분급장치를 나타낸 정면도이고, 도 3은 도 2의 평면도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 파우더용 분급장치를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습식 파우더용 분급장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예로서, 그 구성을 살펴보면 하부로 갈수록 직경이 감소하며 내부에 임펠러(11)를 구비한 원뿔형 하우징(10)과 습식 파우더가 유입되도록 상기 하우징(10)의 상부 일측에 연결되는 파우더 유입구(12)와 일측은 임펠러(11)와 결합되고 타측은 모터(30)와 결합된 회전축(21)과, 상기 회전축(21) 근방에 구비된 자석(40)을 내재하고 일측에 파우더 유출구(22)를 형성하여 상기 하우징(10)의 상단에 연결된 파우더 유출부(20)와 상기 하우징(10)의 하부와 연결되며 내부에 전압인가부(61)를 구비한 호퍼부(60) 및 상기 하우징(10)의 일측과 상기 전압인가부(61)에 연결되어 전압을 인가하는 전압인가장치(50)로 이루어짐을 알 수 있고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예로서, 그 구성을 살펴보면 하부로 갈수록 직경 이 감소하며 내부에 임펠러(11)를 구비한 원뿔형 하우징(10)과 상기 하우징(10)의 외주면을 따라 나선형태로 구비된 자석(40)과 습식 파우더가 유입되도록 상기 하우징(10)의 상부 일측에 연결되는 파우더 유입구(12)와 일측은 임펠러(11)와 결합되고 타측은 모터(30)와 결합된 회전축(21)을 내재하고 일측에 파우더 유출구(22)를 형성하여 상기 하우징(10)의 상단에 연결된 파우더 유출부(20)와 상기 하우징(10)의 하부와 연결되며 내부에 전압인가부(61)를 구비한 호퍼부(60) 및 상기 하우징(10)의 일측과 상기 전압인가부(61)에 연결되어 전압을 인가하는 전압인가장치(50)로 이루어짐을 알 수 있으며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 그 구성을 살펴보면 하부로 갈수록 직경이 감소하며 내부에 임펠러(11)를 구비한 원뿔형 하우징(10)과 상기 하우징(10)의 외주면을 따라 등간격으로 다수개 구비되는 막대형 자석(40)과 습식 파우더가 유입되도록 상기 하우징(10)의 상부 일측에 연결되는 파우더 유입구(12)와 일측은 임펠러(11)와 결합되고 타측은 모터(30)와 결합된 회전축(21)을 내재하고 일측에 파우더 유출구(22)를 형성하여 상기 하우징(10)의 상단에 연결된 파우더 유출부(20)와 상기 하우징(10)의 하부와 연결되며 내부에 전압인가부(61)를 구비한 호퍼부(60) 및 상기 하우징(10)의 일측과 상기 전압인가부(61)에 연결되어 전압을 인가하는 전압인가장치(50)로 이루어짐을 알 수 있다.
이와 같은 실시예에서 상기 파우더 유입구(12)는 습식 파우더의 유입량을 원심력으로 활용하기 위해 상기 하우징(10)의 외주면에 접선방향으로 연결되거나, 습식파우더의 유입량을 상기 임펠러(11)의 회전력에 영향을 주도록 상기 임펠러(11)와 평행이 되는 하우징(10)의 외측에 연결되어 임펠러(11)의 회전력 또는 하우 징(10) 내부에 일어나는 원심력을 배가한다.
자석(40)은 영구자석일 수 있고 전자석일 수도 있는데 이는 본 발명이 설치되는 주위환경 또는 기타의 이유로 당업자에 의해 변경될 수 있기 때문이다.
한편, 상기 실시예들에서 사용되는 습식 파우더에는 pH 농도를 높이기 위해 알칼리액(예컨대, 수산화나트륨)을 추가할 수 있다. 상기 습식 파우더에 알칼리액을 추가하면 파우더 표면의 정전기 포텐셜이 향상되어 파우더가 정전기력을 발생하는 전압인가부(61)를 구비한 호퍼부(60)로 더 많이 끌어들일 수 있다.
이하에서는 이상과 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작관계를 설명하기로 한다.
습식 파우더는 하우징(10)의 상단 측면에 접선 방향으로 연결된 파우더 유입구(12)를 통하여 유입되고, 고속으로 회전하는 임펠러(11)의 회전력을 배가시킨다.
이러한 습식 파우더는 하우징(10)의 벽면을 따라 하부로 이동하며 상대적으로 입경이 큰 조대 파우더는 호퍼부(60)에 유입되어 분리된 후 미세해진 파우더는 유체 이동을 따라 임펠러(11)를 통과하여 파우더 유출부(20)로 이동한다.
여기서, 호퍼부(60)의 중심에는 전압인가장치(50)와 연결된 전압인가부(61)가 있어 전압인가장치(50)에서 수십V의 전압을 인가하면 하전을 띤 파우더를 호퍼부(60)에 좀 더 포집할 수 있어 조대 파우더의 분급 성능을 향상시킨다.
한편, 임펠러(11)를 통과하여 파우더 유출부(20)로 이동한 미세해진 습식 파우더들은 파우더 유출부(20)에 구비된 자석(40)을 거치면서 그 안에 포함된 불순물들이 걸러지게 된다. 따라서 고순도의 파우더만이 파우더 유출구(22)를 통해 배출 된다.
이와 같은 작동관계는 하우징(10)에 나선형으로 구비된 자석형 습식 파우더용 분급장치와 하우징(10)의 외주면에 등간격으로 다수개 구비된 자석형 습식 파우더용 분급장치에도 적용될 수 있는데, 이는 자석이 파우더 유출부(20)의 내부 또는 하우징(10)의 외부에 구비된 것의 차이일 뿐 분급과정에서 스크린의 부식 또는 결함에 의한 불순물(금속재)을 제거하는 역할은 일치하기 때문이다.
전술한 바와 같은 본 발명은 습식 파우더의 조대 입자와 불순물을 원심력, 정전기력 또는 자력을 복합 이용하여 분급 및 분리함으로써 불순물이 현저히 줄어들고, 입자가 균일하면서도 미세한 고품위 파우더를 대량으로 생산할 수 있는 효과가 있다.
이상 본 발명이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 하부로 갈수록 직경이 감소하며 내부에 임펠러(11)를 구비한 원뿔형 하우징(10)과;
    습식 파우더가 유입되도록 상기 하우징(10)의 상부 일측에 연결되는 파우더 유입구(12)와;
    일측은 임펠러(11)와 결합되고 타측은 모터(30)와 결합된 회전축(21)과, 상기 회전축(21) 근방에 구비된 자석(40)을 내재하고 일측에 파우더 유출구(22)를 형성하여 상기 하우징(10)의 상단에 연결된 파우더 유출부(20)와;
    상기 하우징(10)의 하부와 연결되며 내부에 전압인가부(61)를 구비한 호퍼부(60); 및
    상기 하우징(10)의 일측과 상기 전압인가부(61)에 연결되어 전압을 인가하는 전압인가장치(50);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 습식 파우더용 분급장치.
  2. 하부로 갈수록 직경이 감소하며 내부에 임펠러(11)를 구비한 원뿔형 하우징(10)과;
    상기 하우징(10)의 외주면을 따라 나선형태로 구비된 자석(40)과;
    습식 파우더가 유입되도록 상기 하우징(10)의 상부 일측에 연결되는 파우더 유입구(12)와;
    일측은 임펠러(11)와 결합되고 타측은 모터(30)와 결합된 회전축(21)을 내재하고 일측에 파우더 유출구(22)를 형성하여 상기 하우징(10)의 상단에 연결된 파우더 유출부(20)와;
    상기 하우징(10)의 하부와 연결되며 내부에 전압인가부(61)를 구비한 호퍼부(60); 및
    상기 하우징(10)의 일측과 상기 전압인가부(61)에 연결되어 전압을 인가하는 전압인가장치(50);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 습식 파우더용 분급장치.
  3. 하부로 갈수록 직경이 감소하며 내부에 임펠러(11)를 구비한 원뿔형 하우징(10)과;
    상기 하우징(10)의 외주면을 따라 등간격으로 다수개 구비되는 막대형 자석(40)과;
    습식 파우더가 유입되도록 상기 하우징(10)의 상부 일측에 연결되는 파우더 유입구(12)와;
    일측은 임펠러(11)와 결합되고 타측은 모터(30)와 결합된 회전축(21)을 내재하고 일측에 파우더 유출구(22)를 형성하여 상기 하우징(10)의 상단에 연결된 파우더 유출부(20)와;
    상기 하우징(10)의 하부와 연결되며 내부에 전압인가부(61)를 구비한 호퍼부(60); 및
    상기 하우징(10)의 일측과 상기 전압인가부(61)에 연결되어 전압을 인가하는 전압인가장치(50);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 습식 파우더용 분급장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파우더 유입구(12)는 습식 파우더의 유입량을 원심력으로 활용하기 위해 상기 하우징(10)의 외주면에 접선방향으로 연결된 것을 특징으로 하는 습식 파우더용 분급장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파우더 유입구(10)는 습식파우더의 유입량을 상기 임펠러(11)의 회전력에 영향을 주도록 상기 임펠러(11)와 평행이 되는 하우징(10)의 외측에 연결된 것을 특징으로 하는 습식 파우더용 분급장치.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석(40)은 전자석 또는 영구자석인 것을 특징으로 하는 습식 파우더용 분급장치.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 습식 파우더는 pH 농도를 높이기 위해 알칼리액을 추가하여 이루어진 것을 특징으로 하는 습식 파우더용 분급장치.
  8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전압인가장치(50)는 양(+)극 및 음(-)극을 모두 인가하는 것이 특징인 습식 파우더용 분급장치.
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