KR100852707B1 - 금속 나노 입자 제조용 반응기 및 이를 포함하는 제조 설비 - Google Patents

금속 나노 입자 제조용 반응기 및 이를 포함하는 제조 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 금속 나노 입자 제조 설비는 방사능 차폐룸 내에 설치되는 감마레이 조사기, 상기 감마레이 조사기와 대향하게 설치되는 반응기, 및 상기 방사능 차폐룸의 외부에 설치되어 상기 반응기에 동력을 제공하는 동력 공급원을 포함한다. 그리고, 상기 반응기는 반응물을 수용하면서 상기 에너지를 투과시키는 용기, 상기 용기 내에 회전 가능하게 설치되는 교반부재, 및 상기 동력 공급원으로부터 동력을 공급 받아서 상기 교반부재를 작동시키는 구동원을 포함한다.
에너지, 감마레이, 조사, 금속나노입자, 반응기, 제조설비, 용기, 교반부재, 구동원, 에어모터, 컴프레셔

Description

금속 나노 입자 제조용 반응기 및 이를 포함하는 제조 설비 {REACTOR FOR MANUFACTURING METAL-NANO-PARTICLE AND MANUFACTURE ARRANGEMENT WITH THE SAME}
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속 나노 입자 제조 설비를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속 나노 입자 제조용 반응기를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 결합 단면 구성도이다.
도 4는 도 2에 도시된 에어모터를 개략적으로 나타내 보인 단면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속 나노 입자 제조 설비를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 제2 실시예에 따른 금속 나노 입자 제조용 설비를 도시한 분해 사시도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
10... 감마레이 조사기 30... 반응기
31... 용기 36... 개구부
37... 투과창 38... 고정 프레임
41... 교반부재 43... 회전축
45... 교반 날개 51... 구동원
53... 에어모터 61... 체결부재
70... 컴프레셔 81... 공기 튜브
91... 조절부재 93... 유량 조절 밸브
본 발명은 금속 나노 입자 제조 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감마레이 조사법을 이용하여 연료 전지 촉매와 같은 금속 나노 입자를 제조하기 위한 반응기에 관한 것이다.
일반적으로, 연료 전지 촉매와 같은 금속 나노 입자를 제조하는 방법으로는 금속 전구체로 사용되는 금속염, 용매, 분산제(안정화제), 환원제 등이 혼합된 반응물에 금속전구체를 환원시켜 제조하는 화학적인 방법이 주로 사용되고 있다. 뿐만 아니라, 금속 나노 입자를 제조하는 방법으로는 전자빔, 마이크로파(microwave), 자외선(UV) 등을 반응용액에 조사하는 에너지 조사법이 이용되고 있다.
최근에는 에너지 조사법 중의 하나로 고에너지의 전자기파인 감마레이를 반응물에 조사하는 방식으로서 금속 나노 입자를 제조하고 있다.
이러한 감마레이 조사법에 의하면, 환원제를 제외한 반응물에 감마레이를 조사하여 수화 전자 및 여러 화학종의 물질들을 생성하고, 수화 전자가 금속 전구체를 환원시키는 환원제로 작용케 함으로써 금속 나노 입자를 생성할 수 있다. 그러나 감마레이 조사법을 이용하여 금속 나노 입자를 제조하기 위해서는 반응물을 균일하게 혼합하고, 그 반응물에 대하여 감마레이가 균일한 세기로서 조사되도록 하는 반응기가 요구된다.
종래에 따른 감마레이 조사법을 이용한 금속 나노 입자 제조용 반응기는 반응물을 수용하는 용기와, 반응물을 교반하기 위한 교반장치를 구비한다. 이 교반장치는 자석 또는 전기 전자적인 회로 소자와 같은 구동 소자에 의해서 작동되는 구조로 이루어진다.
그런데 종래의 반응기는 교반장치의 구동 소자가 고에너지의 감마레이에 의해 손상되면서 그 교반장치가 고장나거나 오작동됨에 따라 반응물을 균일하게 혼합하지 못하게 되는 문제점이 있었다.
또한 종래의 반응기는 일반적으로 원통형의 용기를 구비하는 바, 감마레이가 사방으로 방출되고 그 감마레이의 세기가 거리의 제곱에 반비례하는 감마레이의 고유한 특성상, 감마레이가 용기를 통해 반응물에 균일하게 조사되지 못하게 되는 문제점도 있다.
본 발명의 실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 감마레이의 균일한 조사 영역을 형성하고, 감마레이에 영향을 받지 않으면서 반응물을 균일하 게 교반시킬 수 있는 금속 나노 입자 제조용 반응기 및 그 제조 설비를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 금속 나노 입자 제조 설비는 방사능 차폐룸 내에 설치되는 감마레이 조사기, 상기 감마레이 조사기와 대향하게 설치되는 반응기, 및 상기 방사능 차폐룸의 외부에 설치되어 상기 반응기에 동력을 제공하는 동력 공급원을 포함한다. 그리고, 상기 반응기는 반응물을 수용하면서 상기 에너지를 투과시키는 용기, 상기 용기 내에 회전 가능하게 설치되는 교반부재, 및 상기 동력 공급원으로부터 동력을 공급 받아서 상기 교반부재를 작동시키는 구동원을 포함한다.
상기 금속 나노 입자 제조 설비에 있어서, 상기 용기는 상기 에너지가 입사되는 개구부와, 상기 개구부를 덮는 투과창을 포함할 수 있다.
상기 금속 나노 입자 제조 설비는, 상기 용기의 벽체에 적어도 하나의 평면부를 형성할 수 있다.
상기 금속 나노 입자 제조 설비는, 상기 용기의 벽체가 평면으로 이루어진 제1 부분, 및 구면으로 이루어진 제2 부분으로 구성될 수 있다. 이 경우 상기 용기는 상기 제1 부분에 상기 개구부를 형성하고, 상기 개구부가 사각형으로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 투과창은 폴리에틸렌으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 금속 나노 입자 제조 설비는, 상기 투과창의 테두리 부분에 설치된 고정 프레임을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 고정 프레임은 체결부재에 의해 상기 용기에 체결될 수 있다.
상기 금속 나노 입자 제조 설비에 있어서, 상기 교반부재는 상기 용기 내에 배치된 회전축과, 상기 회전축에 설치된 교반 날개를 포함할 수 있다.
상기 금속 나노 입자 제조 설비에 있어서, 상기 구동원은 상기 용기에 고정되게 설치된 에어 모터를 포함하며, 그 에어 모터는 상기 회전축에 연결 설치될 수 있다.
상기 금속 나노 입자 제조 설비는, 상기 에어 모터에 연결된 공기 튜브를 포함할 수 있다.
상기 금속 나노 입자 제조 설비는, 상기 공기 튜브에 설치되어 상기 교반부재의 회전 속도를 조절하는 조절부재를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 조절부재는 상기 압축 공기의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브를 포함할 수 있다.
상기 금속 나노 입자 제조 설비에 있어서, 상기 구동원이 전동 모터 또는 필름코일 브러쉬리스 모터 중 어느 하나이고, 상기 동력 공급원이 상기 구동원에 전력을 공급하는 전력 공급기일 수 있다.
상기 금속 나노 입자 제조 설비에 있어서, 상기 구동원이 상기 용기에 고정되게 설치되고, 상기 구동원의 모터축이 상기 교반부재에 연결 설치될 수 있다.
상기 금속 나노 입자 제조 설비는, 상기 차폐룸의 외부에 설치되면서 상기 구동원에 공급되는 전력 공급을 전자적으로 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
상기 금속 나노 입자 제조 설비에 있어서, 상기 용기는 알루미늄 소재로 이루어지며, 표면에 보호막이 코팅된 것을 사용할 수 있다. 이에 더하여, 상기 용기는 복수의 지지대를 포함할 수도 있다.
또한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 금속 나노 입자 제조용 반응기는, 방사성 물질에서 방출되는 에너지를 이용하여 금속 나노 입자를 제조하기 위한 것으로서, 반응물을 수용하면서 상기 에너지를 투과시키는 용기와, 상기 용기 내에 회전 가능하게 설치된 교반부재와, 상기 교반부재에 연결 설치되어 압축 공기에 의해 상기 교반부재에 회전력을 제공하는 구동원을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속 나노 입자 제조 설비를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 금속 나노 입자 제조 설비(100)는 방사성 물질에서 방출되는 에너지 바람직하게는, 감마 레이(γ-ray)를 반응물에 조사하여 금속 나노 입자를 제조하기 위한 것이다.
구체적으로, 본 제조 설비(100)는 금속 전구체로 사용되는 금속염, 용매, 분산제(안정화제) 등이 혼합된 반응물에 감마레이를 조사하여 수화 전자 및 여러 화학종의 물질들을 생성하고, 이 중에서 수화 전자가 금속 전구체를 환원시키는 환원제로 작용케 함으로써 연료 전지 촉매와 같은 금속 나노 입자를 생성할 수 있다.
이와 같은 금속 나노 입자 제조 설비(100)는 방사능 차폐룸(1: 도면에 일점 쇄선으로 도시)의 내부에 설치되는 감마레이 조사기(10)와 반응기(30), 및 차폐 룸(1)의 외부에 설치되는 컴프레셔(70)와 같은 동력 공급원을 포함한다.
감마레이 조사기(10)는 원자핵 내부의 에너지 준위 변화에 따라 α입자, β입자와 함께 방출되는 감마 레이를 반응기(30)에 조사하기 위한 것이다.
여기서, 감마레이는 원자핵이 에너지 준위 사이를 전이(轉移)함으로써 방출되는 고에너지의 전자기파로서, X선에 비해 에너지가 크고, 파장이 짧은 방사선의 일종이다.
반응기(30)는 방사능 차폐룸(1)의 내부에서 감마레이 조사기(10)와 대향하게 배치되며, 반응물을 수용하고 그 반응물을 균일하게 혼합하면서 감마레이 조사기(10)로부터 조사되는 감마레이에 의해 금속 나노 입자를 제조할 수 있는 구조로 이루어진다. 이러한 반응기(30)의 구성은 도 2 및 도 3을 참조하여 뒤에서 더욱 자세하게 설명하기로 한다.
본 실시예는 동력 공급원으로서 컴프레셔(70)를 사용한다. 컴프레셔(70)는 방사능 차폐룸(1)의 외부에 설치되며, 반응기(30)와 연결되게 설치된다. 이 컴프레셔(70)는 반응기(30)에 수용된 반응물을 교반시키기 위한 동력원로서, 압축 공기를 반응기(30)로 공급한다.
여기서, 컴프레셔(70)를 차폐룸(1)의 외부에 설치하는 이유는 컴프레셔(70)를 차폐룸(1)의 내부에 설치하는 경우, 컴프레셔(70)의 전기 전자적인 회로 소자가 감마레이에 의해 손상됨으로써 그 컴프레셔(70)가 고장 또는 오작동을 일으키기 때문에 이를 방지하기 위함이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속 나노 입자 제조용 반응기를 도시 한 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 결합 단면 구성도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 금속 나노 입자 제조용 반응기(30)는 용기(31)와, 용기(31)에 설치된 교반부재(41) 및 그 교반부재(41)에 회전력을 제공하기 위한 구동원(51)을 포함한다.
용기(31)는 반응물을 수용하면서 그 반응물로 감마레이를 투과시킬 수 있는 구조로 이루어진다. 용기(31)는 반응물을 수용하는 소정 용적의 내부 공간을 가진 몸체를 구비하는 바, 이 몸체는 바닥판, 덮개판 및 벽체로 이루어진다. 이 경우 용기(31)의 몸체는 알루미늄 소재로 이루어지며, 그 표면에는 감마레이로부터 몸체를 보호할 수 있는 테프론 소재의 보호막(32)을 형성하고 있다. 그리고, 몸체의 덮개판에는 용기(31)의 내부에서 발생하는 반응물의 반응 가스를 배출시키기 위한 복수의 구멍(31a)을 형성하고 있다. 이에 더하여, 용기(31)는 지면에 대해 몸체를 소정 높이로서 지지할 수 있는 복수의 지지대(33)를 구비하고 있다.
용기(31)의 벽체는 평면으로 이루어진 제1 부분(34), 및 구면으로 이루어진 제2 부분(35)으로 구성된다. 제1 부분(34)은 감마레이 조사기(10: 이하, 도 1 참조)와 대향하는 부분으로서, 감마레이가 입사되는 개구부(36)를 형성하고, 그 개구부(36)를 덮는 투과창(37)을 구비하고 있다.
본 실시예에서 개구부(36)는 사각형으로 이루어지며, 투과창(37)은 개구부(36)의 형상에 상응하는 사각형으로 이루어진다. 투과창(37)은 감마레이에 의해 손상되지 않으면서 그 감마레이를 투과시킬 수 있는 폴리에틸렌으로 형성될 수 있다. 이 경우, 투과창(37)은 고정 프레임(38)에 의해 용기(31)의 몸체에 고정되게 설치되는 바, 그 고정 프레임(38)은 투과창(37)의 테두리 부분을 지지하면서 볼트와 같은 체결부재(61)에 의해 용기(31)의 몸체에 체결된다.
따라서 본 실시예에서는 고정 프레임(38)이 투과창(37)의 테두리 부분을 지지하면서 체결부재(61)에 용기(31)의 몸체에 체결되는 바, 결과적으로는 용기(31)의 몸체에 대해 투과창(37)이 자유롭게 착탈될 수 있으므로 그 투과창(37)의 교환이 용이해진다.
이와 같이 용기(31)의 벽체에 평면으로 이루어진 제1 부분(34)을 형성하고 제1 부분(34)에 사각형의 개구부(36)를 형성하는 이유는 용기(31)의 표면에 대한 감마레이의 세기 편차를 줄이기 위함이다. 즉, 감마레이 조사기(10)로부터 감마레이가 사방으로 방출되고 그 감마레이의 세기는 거리의 제곱에 반비례하기 때문에, 감마레이가 입사되는 개구부(36) 및 투과창(37)을 사각형의 평면으로 구성함으로써 감마레이가 투과창(37)을 통해 반응물에 균일한 세기로서 조사되도록 하기 위함이다. 또한 용기(31)의 벽체에 있어 제2 부분(35)을 구형으로 형성하는 이유는 반응물에 대한 교반부재(41)의 교반 효율을 향상시키기 위함이다. 이는 제2 부분(35)이 교반부재(41)의 회전 반경에 최대한 상응하는 형태의 구형으로 이루어짐에 따라, 반응물에 대한 교반부재(41)의 접촉 면적을 극대화시킬 수 있기 때문이다.
본 실시예에서, 교반부재(41)는 용기(31) 내에 수용된 반응물을 균일하게 혼합하기 위한 것으로서, 용기(31) 내에 회전 가능하게 설치된다. 이 교반부재(41)는 용기(31) 내에 배치된 회전축(43)과, 그 회전축(43)에 설치된 교반 날개(45)를 포함한다.
회전축(43)은 용기(31)의 덮개판을 관통하여 그 용기(31)의 내부에 수직 방향으로 배치되고, 교반 날개(45)는 회전축(43)의 일측 단부에 설치되며 용기(31)의 내부에 배치된다. 이 경우 회전축(43)의 다른 일측 단부는 뒤에서 더욱 설명하는 구동원(51)과 연결된다.
본 실시예에서, 구동원(51)은 교반부재(41)에 대하여 회전력을 제공하기 위한 것이다. 구동원(51)은 컴프레셔(70: 이하, 도 1 참조)로부터 공급되는 압축 공기의 공기압을 회전력으로 변환하고, 그 회전력을 교반부재(41)의 회전축(43)에 제공하는 에어 모터(pneumatic motor)(53)를 포함한다. 에어 모터(53)는 브라켓(53a)에 의해 용기(31)의 덮개판에 고정되게 설치되며, 교반부재(41)의 회전축(43) 및 컴프레셔(70)와 연결되게 설치된다.
에어 모터(53)를 도 4를 참조하여 간략하게 설명하면, 이 에어 모터(53)는 회전자(54)를 편심 제작하여 고정자(55)에 회전 가능하게 설치하고, 그 회전자(54)의 외면에 복수의 베인(56)을 설치하여 구성된다. 이 경우 고정자(55)는 공기 유입구(55a)와 공기 유출구(55b)를 구비하며, 회전자(54)는 회전축(43: 도 2 및 도 3 참조)의 다른 일측 단부와 연결된다. 따라서, 컴프레셔(70)로부터 제공되는 압축 공기가 회전자(54)의 베인(56)에 작용하게 되면, 회전자(54)는 압축 공기의 압력에 의해 회전하게 된다. 이로써 회전자(54)와 회전축(43)이 연결되고 있기 때문에, 회전축(43)은 회전자(54)가 회전됨에 따라 그 회전자(54)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전하게 된다. 이러한 에어 모터(53)는 당 업계에서 널리 알려진 통상적인 에어 모터의 구성으로 이루어지므로 본 명세서에서 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에서, 구동원(51)으로서 압축 공기를 이용하는 에어 모터(53)를 채용한 이유는, 전기 전자적인 요소를 이용하여 교반부재(41)에 회전력을 제공하는 구동원을 사용하는 경우, 구동원의 구성 요소가 감마레이에 의해 손상됨으로써 그 구동원이 고장 또는 오작동을 일으키기 때문에 이를 방지하기 위함이다.
본 실시예에서, 에어 모터(53)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 공기 튜브(81)에 의해 컴프레셔(70)와 연결되게 설치된다. 이 공기 튜브(81)는 감마레이에 의해 손상되지 않는 폴리에틸렌으로 이루어지며, 일측 단부가 에어 모터(53)의 공기 유입구(55a: 도 4)와 연결되고, 다른 일측 단부가 컴프레셔(70)와 연결된다. 이러한 공기 튜브(81)에는 교반부재(41)의 회전 속도를 조절하기 위한 조절부재(91)를 설치하고 있다. 조절부재(91)는 공기 튜브(81)를 통해 컴프레셔(70)로부터 에어 모터(53)로 공급되는 압축 공기의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브(93)로서 구성된다. 이 유량 조절 밸브(93)는 사용자의 조작에 의해 공기 튜브(81)의 유로 단면적을 조절할 수 있는 통상적인 구조의 2-way 밸브로서 구비된다. 따라서 유량 조절 밸브(93)는 공기 튜브(81)를 통해 컴프레셔(70)로부터 에어 모터(53)로 공급되는 압축 공기의 유량을 조절함으로써 결과적으로는 회전축(43)의 회전 속도를 조절할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속 나노 입자 제조 설비를 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 6은 도 5에 도시된 제2 실시예에 따른 금속 나노 입자 제조용 설비를 도시한 분해 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예의 구동원(51)은 전동모터 또는 필름코일 브러쉬리스(BLDC) 모터가 사용될 수 있다. 이런 전동모터 또는 필름코일 브러쉬리스 모터도 전자기적 요소를 구비하지 않아서, 감마레이에 의해 손상되지 않는다. 동력 공급원으로는 상기 제1 실시예에 기재된 컴프레셔(70)를 대신하여, 차폐룸(1)의 외부에 전력 공급기(75)가 설치된다. 그리고, 차폐룸(1)의 외부에는 전력 공급기(75)와 함께 전력 공급을 제어하는 제어기(95)가 연결되어, 제어기(95)는 구동원(51)의 회전 작동을 조절한다. 이때, 구동원(51)의 모터축은 교반부재(41)의 회전축(43)과 연동되게 구성된다. 전동모터 및 필름코일 브러쉬리스 모터는 당 업계에서 널리 알려진 통상적인 구성이므로 본 명세서에서 그 자세한 설명을 생략한다. 또한, 제2 실시예의 다른 구성요소들은 제1 실시예와 동일한 기능을 수행하므로 그 설명을 생략한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 금속 나노 입자 제조 설비(100)의 작용을 살펴 보면, 우선 방사능 차폐룸(1) 내부에서 용기(31)의 제1 부분(34)을 감마레이 조사기(10)와 대향하게 배치한 상태에서, 그 용기(31)의 내부에 반응물을 투입한다.
이 과정에서는, 용기(31)의 내부가 반응물에 의해 오염되는 것을 방지하고 그 용기(31)를 재사용할 수 있도록 용기(31)의 내부에 폴리에틸렌 비닐과 같은 일회용 포대를 집어 넣고 그 포대에 반응물을 투입할 수도 있다.
이러한 과정을 거친 후, 감마레이 조사기(10)는 용기(31)에 대하여 감마레이를 조사한다. 이와 동시에, 구동원(51)은 동력 공급원으로부터 동력을 공급 받아 서, 교반부재(41)의 교반 날개(45)를 회전시킨다. 이 때, 교반 날개(45)의 회전 속도는 제1 실시예의 유량 조절 밸브(93)를 조작하거나, 제2 실시예의 제어기(95)를 이용하여 조절한다. 따라서, 본 실시예들은 교반 날개(45)를 정속으로 회전시킴으로서 용기(31)에 수용된 반응물을 균일하게 혼합한다.
이 과정에서, 감마레이는 용기(31)의 투과창(37)을 통해 반응물에 조사되는 바, 감마레이가 입사되는 용기(31)의 개구부(36) 및 투과창(37)이 사각형의 평면으로 구성됨에 따라, 용기(31)의 표면에 균일한 세기로서 조사된다. 즉, 본 실시예에서는 감마레이가 감마레이 조사기(10)로부터 사방으로 방출되고 그 감마레이의 세기는 거리의 제곱에 반비례하기 때문에, 용기(31)의 표면에 조사되는 감마레이의 세기 편차를 줄일 수 있게 된다.
따라서, 본 실시예에서는 감마레이가 용기(31)의 투과창(37)을 통해 반응물에 균일하게 조사됨으로써 균일한 크기 및 형태를 지닌 금속 나노 입자를 제조할 수 있게 된다. 이러한 금속 나노 입자는 통상적인 연료 전지의 촉매로서 사용될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 교반부재에 회전력을 제공하 기 위해 전기 전자적인 요소를 구비하지 않는 구동원을 이용함으로써, 종래와 달리 감마레이에 의해 구동원이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 용기의 벽체에 평면부를 형성하고, 그 평면부에 사각형의 투과창을 설치함에 따라, 그 투과창을 통해 감마레이가 반응물에 균일하게 조사될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 반응물이 교반부재에 의해 균일하게 혼합되고, 감마레이가 반응물에 균일하게 조사됨에 따라, 전체 반응 시간이 단축됨은 물론 금속 나노 입자의 대량 생산이 가능하며, 용기의 내부에 동일한 조건의 반응 분위기를 조성할 수 있으므로 균일한 크기 및 형태의 금속 나노 입자를 제조할 수 있다.

Claims (22)

  1. 방사능 차폐룸 내에 설치되는 감마레이 조사기;
    상기 감마레이 조사기와 대향하게 설치되는 반응기; 및
    상기 방사능 차폐룸의 외부에 설치되어 상기 반응기에 동력을 제공하는 동력 공급원;을 포함하고,
    상기 반응기는
    반응물을 수용하면서 상기 에너지를 투과시키는 용기;
    상기 용기 내에 회전 가능하게 설치되는 교반부재; 및
    상기 동력 공급원으로부터 동력을 공급 받아서 상기 교반부재를 작동시키는 구동원;
    을 포함하는 금속 나노 입자 제조 설비.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 용기는
    상기 에너지가 입사되는 개구부; 및
    상기 개구부를 덮는 투과창
    을 포함하는 금속 나노 입자 제조 설비.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 용기의 벽체에 적어도 하나의 평면부를 형성하는 금속 나노 입자 제조 설비.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 용기의 벽체가 평면으로 이루어진 제1 부분, 및 구면으로 이루어진 제2 부분으로 구성된 금속 나노 입자 제조 설비.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 용기는
    상기 제1 부분에 형성된 개구부; 및
    상기 개구부를 덮는 투과창
    을 포함하는 금속 나노 입자 제조 설비.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 개구부가 사각형으로 이루어진 금속 나노 입자 제조 설비.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 투과창이 폴리에틸렌으로 이루어진 금속 나노 입자 제조 설비.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 투과창의 테두리 부분에 설치된 고정 프레임을 포함하는 금속 나노 입자 제조 설비.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 고정 프레임이 체결부재에 의해 상기 용기에 체결되는 금속 나노 입자 제조 설비.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 교반부재는
    상기 용기 내에 배치된 회전축; 및
    상기 회전축에 설치된 교반 날개
    를 포함하는 금속 나노 입자 제조 설비.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 구동원이 에어 모터이고,
    상기 동력 공급원은 상기 구동원에 압축 공기를 공급하는 컴프레셔인 금속 나노 입자 제조 설비.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 구동원은 상기 용기에 고정되게 설치된 에어 모터를 포함하며,
    상기 에어 모터가 상기 교반부재에 연결 설치된 금속 나노 입자 제조 설비.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 에어 모터에 연결된 공기 튜브를 포함하는 금속 나노 입자 제조 설비.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 공기 튜브에 설치되어 상기 교반부재의 회전 속도를 조절하는 조절부재를 포함하는 금속 나노 입자 제조 설비.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 조절부재가 상기 압축 공기의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브인 금속 나노 입자 제조 설비.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 구동원이 전동 모터 또는 필름코일 브러쉬리스 모터 중 어느 하나이고,
    상기 동력 공급원은 상기 구동원에 전력을 공급하는 전력 공급기인 금속 나노 입자 제조 설비.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 구동원은 상기 용기에 고정되게 설치되고,
    상기 구동원의 모터축은 상기 교반부재에 연결 설치되는 금속 나노 입자 제조 설비.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 차폐룸의 외부에 설치되면서 상기 구동원에 공급되는 전력 공급을 전자적으로 제어하는 제어기를 포함하는 금속 나노 입자 제조 설비.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 용기는 알루미늄 소재로 이루어지며, 표면에 보호막이 코팅된 금속 나노 입자 제조 설비.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 용기는 복수의 지지대를 포함하는 금속 나노 입자 제조 설비.
  21. 방사성 물질에서 방출되는 에너지를 이용하여 금속 나노 입자를 제조하기 위한 반응기에 있어서,
    반응물을 수용하면서 상기 에너지를 투과시키는 용기;
    상기 용기 내에 회전 가능하게 설치된 교반부재; 및
    상기 교반부재에 연결 설치되어 압축 공기에 의해 상기 교반부재에 회전력을 제공하는 구동원
    을 포함하는 금속 나노 입자 제조용 반응기.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 구동원은 상기 용기에 고정되게 설치된 에어 모터를 포함하며,
    상기 에어 모터는 상기 교반부재에 연결 설치되는 금속 나노 입자 제조용 반응기.
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