KR100856812B1 - 금속 분말 제조 장치 - Google Patents

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고에이 나카바야시
미츠토요 다나카
도키히로 시무라
요시나리 다나카
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

금속 분말 제조 장치는 용융 금속을 공급하기 위한 공급부와, 물을 분사하기 위한 오리피스가 형성된 제 2 부재를 포함한다. 제 1 부재는 점차 감소하는 내경부를 구비한다. 용융 금속으로부터 방출된 복사열을 차단하기 위한 단열 수단은 제 1 부재의 점차 감소하는 내경부상에 형성되어 있다. 노즐은, 점차 감소하는 내경부는 상기 단열 수단의 작용하에서 용융 금속의 복사열에 의해 열변형되는 것이 방지되지만, 오리피스 근방의 제 1 부재의 부위는 용융 금속의 복사열을 흡수함으로써 오리피스의 사이즈를 감소시키는 방향으로 열변형되며, 이에 의해 오리피스는 이 오리피스를 통해 통과하는 유체의 압력에 의해 확대되는 것이 규제될 수 있도록 구성되어 있다.

Description

금속 분말 제조 장치{METAL POWDER PRODUCTION APPARATUS}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 금속 분말 제조 장치를 도시하는 종단면도,
도 2는 도 1의 일점 쇄선으로 둘러싸인 영역[A]의 확대 상세도,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 금속 분말 제조 장치를 도시하는 종단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1A, 1B : 금속 분말 제조 장치(오토마이저)
2 : 공급부 3 : 노즐
4 : 제 1 부재 5 : 제 2 부재
6 : 단열층 7 : 커버
8 : 냉각 수단 21 : 바닥부
22 : 내부 공간(캐비티부) 23 : 토출구
31 : 제 1 유로 32 : 제 2 유로
33 : 점차 감소하는 내경부 34 : 오리피스
35 : 저류부 36 : 도입로(중계로)
37 : 간극 41 : 상단면
42 : 하부 43 : 부위
51 : 하단면 52 : 상부
81 : 관체 82 : 냉매
331 : 부분 332 : 내주면
333 : 부위 341 : 내주면
342 : 외주면 343 : 토출구
351 : 상면 352 : 내주면
353 : 하면 354 : 내주면
361 : 상면 362 : 하면
G : 공기(기체) H : 복사열
O : 중심축 Q : 용융 금속
Q1 : 액적 R : 금속 분말 입자
S : 물(액체) S1 : 액체 젯
S2 : 정부 t : 두께
본 발명은 용융 금속으로부터 금속 분말을 제조하기 위한 금속 분말 제조 장 치에 관한 것이다.
종래에, 용융 금속을 오토마이징 방법에 의해 금속 분말로 분말화하는 금속 분말 장치(오토마이저)가 금속 분말을 제조하는데 이용되어 왔다. 본 기술분야에 공지된 금속 분말 제조 장치의 예로는 일본 특허 공보 제 1991-55522 호에 개시된 용융 금속 분무 미분화 장치가 공지되어 있다.
용융 금속 분무 미분화 장치는, 용탕(molten bath)(용융 금속)을 하방향으로 향해서 토출하는 용탕 노즐과, 용탕 노즐로부터 토출된 용탕이 통과하는 유로와 이 유로내로 개구된 슬릿을 구비하는 물 노즐을 구비한다. 물은 물 노즐의 슬릿으로부터 분사된다.
상술한 종래 기술의 장치는 슬릿으로부터 분사된 물에 유로를 통해 통과하는 용탕을 충돌시키며, 이에 의해 용탕을 비산시켜서 다수의 미세한 액적의 형태로 하는 동시에 다수의 미세한 액적을 냉각 고화시킴으로써 금속 분말을 제조하도록 구성되어 있다.
그러나, 상술한 종래 기술의 장치에 있어서, 슬릿을 통과하는 물의 압력에 의해 슬릿의 간격이 과도하게 확대된다. 그 결과, 물 노즐에서의 물 압력이 저하된다. 이러한 물 압력은 슬릿으로부터 분사된 물의 유속을 과도하게 감소시키는 문제점을 야기시킨다. 따라서, 용탕을 분쇄하기 위한 고속 물의 능력이 감소되어, 금속 분말의 미세화가 이뤄질 수 없다. 이것은 목적으로 하는 입도의 미세한 분말을 얻을 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 오리피스로부터 분사된 유체의 유속을 확실한 방법으로 거의 일정하게 유지할 수 있는 금속 분말 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 형태는 금속 분말 제조 장치에 관한 것이다. 금속 분말 제조 장치는 용융 금속을 공급하는 공급부와, 공급부의 하방에 마련된 노즐을 포함한다. 노즐은 공급부로부터 공급된 용융 금속이 통과 가능한 것으로 노즐의 내주면에 의해 형성된 유로로서, 노즐의 내주면은 내경이 하방향으로 점차 감소되는 점차 감소하는 내경부를 갖는, 상기 유로와, 유로의 하단부로 개구되고 유로를 향해 유체를 분사하기에 적합한 오리피스와, 유체를 일시적으로 저류하는 저류부와, 저류부로부터 오리피스까지 유체를 도입하기 위한 도입로를 구비한다.
용융 금속은 비산되고, 도입로를 통해 통과한 용융 금속이 노즐의 오리피스로부터 분사된 유체와 접촉됨으로써 다수의 미세한 액적으로 되며, 그 결과 다수의 미세한 액적이 고화되며, 이에 의해 금속 분말이 생성된다.
또한, 노즐은 점차 감소하는 내경부를 구비하는 제 1 부재와, 제 1 부재와의 사이에 간극을 두고 제 1 부재 하방에 설치된 제 2 부재를 구비한다. 오리피스, 저류부 및 도입로는 제 1 부재 및 제 2 부재에 의해 형성된다.
금속 분말 제조 장치는 유로를 통해 통과하는 용융 금속으로부터 방출된 복사열을 차단하기 위한 단열 수단을 더 포함하며, 단열 수단은 제 1 부재상에 또는 제 1 부재에 설치되며, 이에 의해 점차 감소하는 내경부는 단열 수단의 작용하에서 용융 금속의 복사열에 의해 열변형되는 것이 방지되지만, 오리피스 근방의 제 1 부재의 부위는 용융 금속의 복사열을 흡수함으로써 오리피스의 사이즈를 감소시키는 방향으로 열변형되며, 이에 의해 오리피스는 이 오리피스를 통해 통과하는 유체의 압력에 의해 확대되는 것이 규제될 수 있다.
상술한 금속 분말 제조 장치에 따르면, 제 1 부재의 점차 감소하는 내경부는 단열 부재에 의해 단열되고 그리고 오리피스 근방의 제 1 부재의 부위는 용융 금속의 복사열을 흡수하기 때문에, 오리피스는 이 오리피스의 사이즈를 감소시키는 방향으로 우선적으로 또는 선택적으로 열변형된다. 그 결과, 오리피스는 오리피스를 통해 통과하는 유체의 압력에 의해 확대되는 것이 규제된다. 이것은 오리피스로부터 분사된 유체의 유속을 확실한 방법으로 거의 일정하게 유지할 수 있게 한다.
단열 수단은 유로를 통해 통과하는 용융 금속으로부터 방출된 복사열을 차단하기 위한 단열층을 포함하며, 단열층은 제 1 부재의 점차 감소하는 내경부상에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이것은 오리피스로부터 분사된 유체의 유속을 보다 확실한 방법으로 거의 일정하게 유지할 수 있게 한다.
단열층은 주로 세라믹스로 구성되는 것이 바람직하다.
이것은 오리피스의 토출구 근방의 제 1 부재의 부위를 제외한 제 1 부재의 부위에 달리 가해질 수 있는 복사열을 확실하게 차단할 수 있다.
단열 수단은 유로를 통해 통과하는 용융 금속으로부터 방출된 복사열을 차단하기 위한 파이프 형상 단열 부재를 포함하며, 단열 부재는 제 1 부재의 점차 감소하는 내경부의 내측에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이것은 오리피스로부터 분사된 유체의 유속을 보다 확실한 방법으로 거의 일정하게 유지할 수 있게 한다.
단열 수단은 오리피스의 개구에 인접한 제 1 부재의 부위를 제외한 제 1 부재의 부위를 냉각시키기 위한 냉각 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
이것은 오리피스로부터 분사된 유체의 유속을 보다 확실한 방법으로 거의 일정하게 유지할 수 있게 한다.
냉각 수단은 제 1 부재에 매설되어 있는 것이 바람직하다.
이것은 오리피스로부터 분사된 유체의 유속을 보다 확실한 방법으로 거의 일정하게 유지할 수 있게 한다.
냉각 수단은 도입로 상방에 위치되어 있는 것이 바람직하다.
이것은 냉각 수단이 오리피스 근방의 제 1 부재의 부위를 충분히 이격시켜서, 이 부위가 냉각 수단에 의해 냉각되는 것을 확실하게 방지한다.
오리피스는 노즐의 내주면상으로 연장되는 원주방향 슬릿 형상으로 개구되어 있는 것이 바람직하다.
이것은 유체를 정부가 하방에 정밀하게 위치하는 대체로 원추 형상으로 분사되게 하는 것을 보장한다.
오리피스는 제 1 부재에 의해 형성된 내주면과, 제 2 부재에 의해 형성된 외주면을 구비하는 것이 바람직하다.
이것은 오리피스를 용이하고 확실하게 형성할 수 있게 한다. 또한, 오리피스의 사이즈는 제 1 부재와 제 2 부재 사이에 설치된 간극의 사이즈에 따라 적절하 게 설정될 수 있다.
오리피스는 유체를 정부가 하방에 위치하는 대체로 원추 형상으로 분사되게 하는 것을 보장하도록 구성되는 것이 바람직하다.
이것은 용융 금속이 대체로 원추 형상으로 분사되는 유체내에서 비산되고, 확실한 방법으로 다수의 미세한 액적으로 되게 한다.
도입로는 웨지 형상의 수직방향 단면을 갖고 있는 것이 바람직하다.
이것은 유체의 유속을 점진적으로 증가시키는 것이 가능하게 한다. 또한, 이것은 오리피스로부터 증가된 속도로 유체를 안정되게 분사할 수 있게 한다.
점차 감소하는 내경부는 수렴 형상인 것이 바람직하다.
이것은 노즐 상에 내재하는 공기가 오리피스로부터 분사된 유체의 흐름과 함께 점차 감소하는 내경부내로 유동(또는 인입)되게 한다. 따라서, 도입된 공기는 점차 감소하는 내경부의 가장 작은 내경 부분 근방에서 가장 큰 유속을 나타낸다. 유속이 가장 큰 공기의 작용하에서, 용융 금속은 비산되어 확실한 방법으로 다수의 미세한 액적으로 된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면과 관련하여 설명된 바람직한 실시예의 하기의 상세한 설명을 참조하면 잘 이해될 수 있다.
이후에, 본 발명에 따른 금속 분말 제조 장치를 첨부 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 설명한다.
제 1 실시예
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 금속 분말 제조 장치를 도시하는 종단면도이며, 도 2는 도 1의 일점 쇄선으로 둘러싸인 영역[A]의 확대 상세도이다.
하기의 설명에서 설명의 간략화를 위해서, 도 1 및 도 2에서의 상측을 "상" 또는 "상방"이라고 하며, 하측을 "하" 또는 "하방"이라고 한다.
도 1에 도시된 금속 분말 제조 장치(오토마이저)(1A)는 용융 금속(Q)을 오토마이징 방법에 의해 분말화해서 다수의 금속 분말 입자(R)를 제조하는 장치이다. 금속 분말 제조 장치(1A)는 용융 금속(Q)을 공급하기 위한 공급부(2)와, 공급부(2) 하방에 설치된 노즐(3)과, 노즐(3)(즉, 제 1 부재(4))상에 형성된 단열층(6)(단열 수단)과, 노즐(3)(즉, 제 2 부재(5))의 하단면(51)에 부착된 커버(7)를 포함한다.
본 실시예의 예로서 취한 것은 금속 분말 제조 장치(1A)가 스테인리스 스틸(예를 들면 304L, 316L, 17-4PH, 440C 등) 또는 Fe-Si계 자성 재료로 제조된 금속 분말 입자(R)를 제조하는 경우이다.
이제, 개별 부분의 구성을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공급부(2)는 유저통형의 부분을 갖고 있다. 공급부(2)의 내부 공간(캐비티부)(22)에는 소정의 몰비(예를 들면 1 : 2의 몰비)에서 Co 단체와 Sn 단체를 혼합 용융한 용융 금속(Q)(용융물)을 일시적으로 저장한다.
또한, 공급부(2)의 바닥부(21)의 중심에는 토출부(23)가 형성되어 있다. 내부 공간(22)내의 용융 금속(Q)은 토출부(23)로부터 하방으로 향해 토출된다.
공급부(2)의 하방에는 노즐(3)이 배치되어 있다. 노즐(3)에는, 공급부(2)로 부터 공급된(토출된) 용융 금속(Q)이 통과하는 제 1 유로(31)와, 유체(본 실시예에 있어서 물 또는 액체(S))를 공급하기 위한 급수원(도시하지 않음)으로부터 공급된 물(S)이 통과하는 제 2 유로(32)가 형성되어 있다.
제 1 유로(31)는 원형 단면이며, 노즐(3)의 중심에서 수직방향으로 연장되어 있다. 제 1 유로(31)는 노즐(3)의 내주면에 의해 규정된다. 노즐(3)의 내주면은 수렴하는 형상의 점차 감소하는 내경을 가지며, 이 내경은 노즐(3)의 상단면(41)으로부터 그 바닥을 향해 점차 감소된다. 특히, 이후에 상세하게 설명될 제 1 부재(4)는 점차 감소하는 내경부(33)를 구비한다.
따라서, 노즐(3)상에 내재하는 공기(가스)(G)는 이후에 설명될 오리피스(34)로부터 분사된 물(액체)(S)의 스트림과 함께 점차 감소하는 내경부(33)(제 1 유로(31)내로 유동한다(또는 흡입된다). 따라서, 유입된 공기(G)는 점차 감소하는 내경부(33)의 가장 작은 내경 부분(331) 근방(오리피스(34)가 개구되는 부분 근방)에서 가장 큰 유속을 나타낸다. 유속이 가장 크게 되어 있는 공기(G)의 작용하에서, 용융 금속(Q)은 비산되어 확실한 방법으로 미세한 액적(Q1)으로 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 유로(32)는 제 1 유로(31)의 바닥 단부(가장 작은 내경 부분(331)의 근방)를 향해 개구된 오리피스(34)와, 물(S)을 일시적으로 저류하기 위한 저류부(35)와, 도입로(상호연결로)(36)로 구성되며, 물(S)은 상기 도입로를 통해서 저류부(35)로부터 오리피스(34)내로 도입된다.
저류부(35)는 물 공급원에 연결되고, 이 공급원으로부터의 물(S)을 수용한다. 저류부(35)는 도입로(36)를 통해서 오리피스(34)와 연통된다. 또한, 저류 부(35)는 장방형(또는 정사각형)의 수직방향 단면을 갖고 있다.
도입로(36)는 그 수직방향 단면이 웨지형 형상(wedge-like shape)인 영역이다. 이것은 저류부(35)로부터 도입로(36)내로 유동하는 물(S)의 유속을 점진적으로 증가시키고, 그리고 그에 따라 오리피스(34)로부터 증가된 유속으
로 물(S)을 안정되게 분사할 수 있게 한다.
오리피스(34)는, 저류부(35) 및 도입로(36)를 순서대로 통과한 물(S)이 제 1 유로(31)내로 분사 또는 분출되는 영역이다.
오리피스(34)는 노즐(3)의 내주면상으로 연장되는 원주방향 슬릿 형상으로 개구된다. 또한, 오리피스(34)는 제 1 유로(31)의 중심축(O)에 대해서 경사진 방향으로 개구되어 있다.
이러한 방법으로 형성된 오리피스(34)에 의해, 물(S)은 그 정부(S2)가 하부측에 확실하게 놓여 있는 대체로 원추 형상의 액체 젯(S1)으로서 분사된다(도 1 참조). 이것은 액체 젯(S1) 및 그 내측에서, 용융 금속(Q)이 비산되어 확실한 방법으로 다수의 미세한 액적(Q1)으로 되게 하는 것을 보장한다.
상술한 바와 같이, 점차 감소하는 내경부(33)의 가장 작은 내경 부분(331) 근방에서 그 유속이 가장 크게 되는 공기(G)에 의해, 용융 금속(Q)은 더 비산되어 확실한 방법으로 다수의 미세한 액적(Q1)으로 된다. 이와 같은 상승 효과에 의해 용융 금속(Q)은 확실하게 비산되어 보다 확실한 방법으로 다수의 미세한 액적(Q1)으로 된다.
다수의 액적(Q1)으로 되는 용융 금속(Q)은 액체 젯(S1)과 접촉함으로써 냉각 및 고화되며, 이에 의해 다수의 금속 분말 미립자(R)가 생성된다. 따라서 생성된 다수의 금속 분말 미립자(R)는 금속 분말 제조 장치(1A) 아래에 배치된 용기(도시하지 않음)내로 수납된다.
제 1 유로(31) 및 제 2 유로(32)가 형성되어 있는 노즐(3)은 디스크형 형상(링형 형상)의 제 1 부재(4)와, 제 1 부재(4)와 동심으로 배치된 디스크형 형상(링형 형상)의 제 2 부재(5)를 포함한다(도 1 및 도 2 참조). 제 2 부재(5)는 제 1 부재(4) 아래에 간극(37)을 두고서 배치되어 있다.
오리피스(34), 도입로(36) 및 저류부(35)는 이러한 방법으로 배치된 제 1 부재(4) 및 제 2 부재(5)에 의해 각각 형성되어 있다. 즉, 제 2 유로(36)는 제 1 부재(4)와 제 2 부재(5) 사이에 형성된 간극(37)에 의해 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 오리피스(34)는 제 1 부재(4)의 하부(42)에 의해 형성된 내주면(341)과, 제 2 부재(5)의 상부(52)에 의해 형성된 외주면(342)을 구비한다.
마찬가지로, 도입로(36)는 제 1 부재(4)의 하부(42)에 의해 형성된 상면(361)과, 제 2 부재(5)의 상부(52)에 의해 형성된 하면(362)을 구비한다.
또한, 저류부(35)는, 그 상면(351) 및 도입로(36) 위에 놓여 있는 내주면(352)이 제 1 부재(4)의 하부(42)에 의해 형성되고, 그 하면(353) 및 도입로(36) 아래에 놓여 있는 내주면(354)이 제 2 부재(5)의 상부(52)에 의해 형성되어 있다.
이러한 방법으로 오리피스(34), 도입로(36) 및 저류부(35)를 형성함으로써,오리피스(34), 도입로(36) 및 저류부(35)를 노즐(3)에 용이하고 확실하게 형성하는 것이 가능하다. 또한, 오리피스(34), 도입로(36) 및 저류부(35)의 사이즈는 간극(37)의 사이즈에 따라 적절하게 설정될 수 있다.
제 1 부재(4) 및 제 2 부재(5)의 구성 재료의 예로는 다양한 금속 재료가 있지만 특별히 이것으로 제한되지 않는다. 특히, 스테인리스 스틸을 사용하는 것이 바람직하며, 크롬계 스테인리스 스틸 또는 석출경화형 스테인리스 스틸을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 통체로 형성된 커버(7)는 제 2 부재(2)의 하단면(51)에 고정식으로 고정되어 있다. 커버(7)는 제 1 유로(31)와 동심으로 배치된다. 커버(7)를 사용함으로써 금속 분말 미립자(R)가 하방으로 낙하하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 의해 금속 분말 미립자(R)가 용기에 확실하게 수납될 수 있게 한다.
도 2(또한 도 1 참조)에 도시된 바와 같이, 단열층(단열 수단)(6)은 제 1 부재(4)의 점차 감소하는 내경부(33)에 형성(접착)되어 있다.
단열층(6)은 점차 감소하는 내경부(33)에 균일한 두께(t)로 형성되며, 점차 감소하는 내경부(33)의 전체 원주에 걸쳐서 연장되어 있다.
이러한 단열층(6)은 오리피스(34)의 토출구(개구)(343)에 인접한 제 1 부재(4)의 부위를 제외한 제 1 부재(4)의 부위(333)를 제 1 유로(31)를 통해 통과하는 용융 금속(Q)에 의해 제거된 복사열(H)로부터 단열하기에 적합하다. 이것은 용융 금속(Q)의 복사열(H)에 의해 달리 야기되는 제 1 부재(4)의 부위(333)의 열변형(열팽창)을 확실하게 방지할 수 있게 한다.
상술한 구성의 금속 분말 제조 장치(1A)에 따르면, 물(S)이 오리피스(34)로부터 분사될 때, 내주면(341) 및 외주면(342)은, 서로 이격되는 방향, 즉 도 2(또한 도 3)에서 화살표(A, A')로 표시된 방향으로 가압된다. 그 결과, 오리피스(34)는 확대되도록 강제된다.
그러나, 제 1 부재(4)의 부위(333)가 단열되고 상술한 바와 같이 열변형이 방지되기 때문에, 오리피스(34)에 인접한 제 1 부재(4)의 부위(이후에는 "제 1 부재(4)의 부위(43)"라고 함)는 용융 금속(Q)의 복사열(H)을 흡수한다. 따라서, 제 1 부재(4)의 부위(43)는 우선적으로 또는 선택적으로 오리피스(34)의 사이즈를 감소시키는 방향, 즉 도 2(또한 도 3)의 화살표(B)에 의해 표시된 방향으로 변위(열변형)된다. 화살표(B) 방향에서의 제 1 부재(4)의 부위(43)의 변위는 화살표(A') 방향에서 외주면(342)의 변위에 의해 상쇄되고, 이에 의해 오리피스(34)의 확대가 규제된다.
따라서, 오리피스(34)의 사이즈가 일정하게 유지될 수 있으며, 이에 의해 오리피스(34)로부터 분사된 물(S)의 유속은 확실한 방법으로 일정하게 유지될 수 있다.
바람직하게, 단열층(6)은 주로 예를 들면 세라믹스로 구성되지만, 특별히 이것으로 제한되지 않는다. 이것은 제 1 부재(4)의 부위(333)가 복사열(H)로부터 확실하게 단열되게 한다.
단열층(6)은 그 전체 원주에 걸쳐서 점차 감소하는 내경부(33)상에 형성되지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 선택적으로, 다수의 단열층 부분이 그 원주방향에서 소정의 간극을 두고서 점차 감소하는 내경부(33)상에 마련될 수도 있다.
또한, 단열층(6)은 점차 감소하는 내경부(33)상에, 즉 제 1 부재(4)의 부위(42)를 제외한 제 1 부재(4)의 부위(333)에 형성되어 있지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다.
선택적으로, 단열층(6)은 제 1 부재(4)의 내주면(332)의 전체(제 1 부재(4)의 부위(333) 및 부위(42))에 형성될 수도 있다. 단열층(6)이 제 1 부재(40의 내주면(332)의 전체에 형성되는 경우에, 노즐(3)은 전체적으로 열변형(열팽창)이 방지되어, 오리피스(34)의 확대를 규제한다.
또한, 단열층(6)이 점차 감소하는 내경부(33)상에 형성될 수 있는데, 예를 들면 이것으로 특별히 제한되지는 않지만, 서멀 스프레이 방법에 의해 점차 감소하는 내경부(33)(제 1 부재(4)의 내주면(332))상에 단열층(6)의 용융 구성 재료를 용사하고, 용사된 구성 재료를 고화함으로써 형성될 수 있다.
서멀 스프레이 방법을 사용하여 용사하는 대안으로서, 점차 감소하는 내경부(33)의 것과 거의 동일한 형상, 즉 파이프 형상을 가진 금속 커버가 내경부와의 사이에 공간(간극)을 두고서 점차 감소하는 내경부(33)상에 배치될 수 있다. 또한, 점차 감소하는 내경부(33)상에 세라믹스로 코팅된 금속 커버를 배치할 수도 있다. 세라믹스로 코팅된 금속 커버는 단열 부재라고 할 수 있다.
제 2 실시예
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 금속 분말 제조 장치를 도시하는 수직 방향 단면도이다.
하기의 설명에서 설명의 간략화를 위해서, 도 3의 상측을 "상" 또는 "상방"이라고 하며, 하측을 "하" 또는 "하방"이라고 한다.
이후에, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 금속 분말 제조 장치를 도 3을 참조하여 설명한다. 하기의 설명은 상술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명하며, 동일한 점은 설명하지 않는다.
본 실시예는 단열 수단인 단열층(6) 대신에 냉각 수단이 제 1 부재(4)에 마련되는 것을 제외하고는 제 1 실시예와 동일하다.
도 3에 도시된 금속 분말 제조 장치(1B)의 제 1 부재(4)의 부위(333)에는 제 1 부재(4)의 부위(333)를 냉각시키기 위한 냉각 수단(8)이 매설되어 있다.
냉각 수단(8)은 점차 감소하는 내경부(33)의 원주 방향으로 연장되는 환형 형상의 관체(81)와, 이 관체(81)에 충전된 냉매(82)를 포함한다.
상술한 구성의 금속 분말 제조 장치(1B)에 따르면, 제 1 부재(4)의 부위(333)는 냉각 수단(8)의 작용하에서 냉각되고, 열변형이 방지된다. 이러한 이유 때문에, 제 1 실시예의 금속 분말 제조 장치(1A)와 유사하게, 제 1 부재(4)의 부위(43)는 용융 금속(Q)의 복사열(H)을 흡수한다.
따라서, 제 1 부재(4)의 부위(43)는 우선적으로 또는 선택적으로 오리피스(34)의 사이즈를 감소시키는 방향, 즉 도 3의 화살표(B)로 표시된 방향으로 변위(열변형)된다. 화살표(B) 방향에서의 제 1 부재(4)의 부위(43)의 변위는 도 3의 화살표(A) 방향에서의 외주면(342)의 변위에 의해 상쇄된다.
따라서, 오리피스(34)의 사이즈를 일정하게 유지할 수 있고, 이에 의해 오리피스(34)로부터 분사된 물(S)의 유속을 확실한 방법으로 일정하게 유지할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 냉각 수단(8)은 도입로(36) 상방에 위치되는 것이 바람직하다. 이것은 냉각 수단이 제 1 부재(4)의 부위(43)로부터 충분히 이격되게 하며, 이에 의해 제 1 부재(4)의 부위(43)가 냉각 수단(8)에 의해 냉각되는 것을 확실하게 방지한다.
냉각 수단(8)이 본 실시예의 제 1 부재(4)만을 냉각시키기에 적합하지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 제 2 부재(5)도 또한 유사한 방법으로 냉각될 수 있다. 냉각 수단(8)이 제 2 부재(5)를 냉각시키는 경우에, 제 2 부재(5)의 열팽창을 규제할 수 있다.
냉각 수단(8)이 제 1 부재(4)에 마련되어 있지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 예를 들면 냉각 수단(8)은 제 2 부재(5)에 마련될 수도 있다.
냉매(82)는 냉각 수단(8)내에서 강제적으로 순환되는 것이 바람직하다. 이것은 전체적으로 노즐(3)의 열팽창을 규제할 수 있게 한다.
관체(81)의 개수는 도 3에 도시된 구성에서는 하나이지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 선택적으로 다수의 관체가 이용될 수도 있다.
냉매(82)의 예로는 물 및 폴리에틸렌 글리콜이 있지만, 이것으로 제한되지 않는다.
냉각 수단(82)은 도 3에 도시된 구성에서 관체(81) 및 냉매(82)로 구성되지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 냉각 수단(8)은 펠티 에(Peltier) 장치를 구비하는 형태일 수 있다.
본 발명의 금속 분말 제조 장치를 도시된 실시예에 대해서 상술하였지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 금속 분말 장치를 구성하는 개별 부분은 유사한 기능을 실행할 수 있는 다른 임의의 것으로 대체될 수 있다. 더욱이, 필요하다면 임의의 구성 부분이 추가될 수도 있다.
또한, 노즐로부터 분사된 액체(유체)가 상술한 실시예에서 물이지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 액체는 예를 들면 유지류나 용매일 수 있다.
본 발명의 금속 분말 제조 장치는 유로를 통해 통과하는 용융 금속으로부터 방출된 복사열을 차단하기 위한 단열 수단을 더 포함하며, 단열 수단은 제 1 부재상에 또는 제 1 부재에 설치되며, 이에 의해 점차 감소하는 내경부는 단열 수단의 작용하에서 용융 금속의 복사열에 의해 열변형되는 것이 방지되지만, 오리피스 근방의 제 1 부재의 부위는 용융 금속의 복사열을 흡수함으로써 오리피스의 사이즈를 감소시키는 방향으로 열변형되며, 이에 의해 오리피스는 이 오리피스를 통해 통과하는 유체의 압력에 의해 확대되는 것이 규제될 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 금속 분말 제조 장치에 있어서,
    용융 금속을 공급하는 공급부와,
    상기 공급부의 하방에 마련된 노즐로서, 상기 노즐은 상기 공급부로부터 공급된 용융 금속이 통과 가능한 것으로 상기 노즐의 내주면에 의해 형성된 유로로서, 상기 노즐의 내주면은 내경이 하방향으로 점차 감소되는 점차 감소하는 내경부를 갖는, 상기 유로와, 상기 유로의 하단부로 개구되고 상기 유로를 향해 유체를 분사하는 오리피스와, 유체를 일시적으로 저류하는 저류부와, 상기 저류부로부터 상기 오리피스까지 유체를 도입하기 위한 도입로를 구비하며; 상기 노즐은 점차 감소하는 내경부를 구비하는 제 1 부재와, 제 1 부재와의 사이에 간극을 두고 제 1 부재 하방에 마련된 제 2 부재를 구비하며, 상기 제 1 부재는 상기 제 2 부재에 대해 고정식으로 마련되어 상기 오리피스, 상기 저류부 및 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재에 의한 상기 도입로를 형성하며, 이에 의해 용융 금속은 비산되고, 상기 유로를 통해 통과한 용융 금속이 상기 노즐의 오리피스로부터 분사된 유체와 접촉됨으로써 다수의 미세한 액적으로 되며, 그 결과 상기 다수의 미세한 액적이 고화되어 금속 분말을 생성하는, 상기 노즐을 포함하며,
    상기 금속 분말 제조 장치는 상기 유로를 통해 통과하는 용융 금속으로부터 방출된 복사열을 차단하기 위한 단열 수단을 더 포함하며, 상기 단열 수단은 상기 제 1 부재상에 또는 상기 제 1 부재에 마련되며, 이에 의해 상기 점차 감소하는 내경부는 상기 단열 수단의 작용하에서 용융 금속의 복사열에 의해 열변형되는 것이 방지되지만, 상기 오리피스 근방의 제 1 부재의 부위는 용융 금속의 복사열을 흡수함으로써 오리피스의 사이즈를 자동적으로 감소시키는 방향으로 열변형되며, 이에 의해 상기 오리피스는 이 오리피스를 통해 통과하는 유체의 압력에 의해 확대되는 것이 규제될 수 있는
    금속 분말 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열 수단은 상기 유로를 통해 통과하는 용융 금속으로부터 방출된 복사열을 차단하기 위한 단열층을 포함하며, 상기 단열층은 상기 제 1 부재의 점차 감소하는 내경부상에 형성되는
    금속 분말 제조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단열층은 세라믹스로 구성되는
    금속 분말 제조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열 수단은 상기 유로를 통해 통과하는 용융 금속으로부터 방출된 복사열을 차단하기 위한 파이프 형상 단열 부재를 포함하며, 상기 단열 부재는 제 1 부재의 점차 감소하는 내경부의 내측에 마련되는
    금속 분말 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열 수단은 상기 오리피스의 개구에 인접한 제 1 부재의 부위를 제외한 상기 제 1 부재의 부위를 냉각시키기 위한 냉각 수단을 포함하는
    금속 분말 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 냉각 수단은 상기 제 1 부재에 매설되는
    금속 분말 제조 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 냉각 수단은 상기 도입로 상방에 위치되는
    금속 분말 제조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 오리피스는 상기 노즐의 내주면상으로 연장되는 원주방향 슬릿 형상으로 개구되는
    금속 분말 제조 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 오리피스는, 정부가 하방에 위치하는 원추 형상으로 유체가 분사되도록 구성되는
    금속 분말 제조 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 오리피스는 상기 제 1 부재에 의해 형성된 내주면과, 상기 제 2 부재에 의해 형성된 외주면을 구비하는
    금속 분말 제조 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 도입로는 웨지 형상의 수직방향 단면을 갖는
    금속 분말 제조 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 점차 감소하는 내경부는 수렴 형상인
    금속 분말 제조 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급부는 바닥부와 상기 바닥부의 중심에 형성되는 토출부를 구비하며, 상기 점차 감소하는 내경부는 상기 오리피스 근방에서 가장 작은 내경 부분을 가지며, 상기 금속 분말 제조 장치는 일단부 및 타단부를 갖는 선형 유로를 더 포함하며, 상기 선형 유로의 일단부가 상기 공급부의 바닥부의 중심에 형성되는 토출부에 연결되고, 상기 선형 유로의 타단부가 상기 가장 작은 내경 부분에서 개방되며, 상기 용융 금속은 상기 가장 작은 내경 부분으로부터 공급되는
    금속 분말 제조 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110899713A (zh) * 2019-12-20 2020-03-24 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 一种新型紧耦合气雾化喷嘴

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110060419A1 (en) * 2009-03-27 2011-03-10 Jennifer Hagyoung Kang Choi Medical devices with galvanic particulates
IN2013CH04500A (ko) 2013-10-04 2015-04-10 Kennametal India Ltd
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JP6908706B2 (ja) 2016-08-24 2021-07-28 ５エヌ プラス インコーポレイテッド 低融点金属または合金粉末アトマイズ製造プロセス
US11084094B1 (en) 2017-08-08 2021-08-10 Tdk Corporation Manufacturing apparatus for metal powder and manufacturing method thereof
JP6323604B1 (ja) * 2017-08-08 2018-05-16 Tdk株式会社 金属粉末製造装置と金属粉末の製造方法
KR102546750B1 (ko) 2018-02-15 2023-06-22 5엔 플러스 아이엔씨. 고융점 금속 또는 합금 분말의 미립화 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2155048A (en) 1984-02-29 1985-09-18 Gen Electric Apparatus and method for atomization of unstable melt streams
US5289975A (en) * 1992-06-18 1994-03-01 General Electric Company Method and apparatus for atomizing molten metal
US5366204A (en) 1992-06-15 1994-11-22 General Electric Company Integral induction heating of close coupled nozzle
US5656061A (en) 1995-05-16 1997-08-12 General Electric Company Methods of close-coupled atomization of metals utilizing non-axisymmetric fluid flow

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60152605A (ja) 1984-01-19 1985-08-10 Natl Res Inst For Metals 溶融金属の噴霧微粉化装置
JPH0355522A (ja) 1989-07-25 1991-03-11 Fuji Photo Film Co Ltd 液晶表示素子

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2155048A (en) 1984-02-29 1985-09-18 Gen Electric Apparatus and method for atomization of unstable melt streams
US5366204A (en) 1992-06-15 1994-11-22 General Electric Company Integral induction heating of close coupled nozzle
US5289975A (en) * 1992-06-18 1994-03-01 General Electric Company Method and apparatus for atomizing molten metal
US5656061A (en) 1995-05-16 1997-08-12 General Electric Company Methods of close-coupled atomization of metals utilizing non-axisymmetric fluid flow

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110899713A (zh) * 2019-12-20 2020-03-24 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 一种新型紧耦合气雾化喷嘴

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