KR101039600B1 - 고분자 ｃｐｃ분말을 이용한 고압 용융분사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고분자 씨피씨(CPC:Ceramic Plastic Ceramics)분말을 이용한 고압 용융분사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 표면 및 콘크리트 표면을 코팅하기 위해 고압으로 고분자 CPC분말을 분사하며, 동시에 가스를 통한 화염발생으로 CPC분말을 용융시켜 분사하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 금속 및 콘크리트 표면과 같이 산화가 될 수 있는 표면에 고압 용융분사장치를 통해 기존에 일반적인 플라스틱 화염용사에 사용되는 용사건으로 불가능한 것을 고압 용융분사장치를 통해 분사기계 및 제품의 모양에 제한이 없고, 각 호스의 연결만으로 압력 및 작업 방법에 정량화를 구현할 수 있는 CPC의 분말 용사를 가능한 효과를 제공한다.

Description

고분자 ＣＰＣ분말을 이용한 고압 용융분사장치{Using a high melting polymer powder Ceramic Plastic Ceramics spraying device}
본 발명은 고분자 씨피씨(CPC:Ceramic Plastic Ceramics)분말을 이용한 고압 용융분사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 표면 및 콘크리트 표면을 코팅하기 위해 고압으로 고분자 CPC분말을 분사하며, 동시에 가스를 통한 화염발생으로 씨피씨CPC분말을 용융시켜 분사하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 화염 용사 장치는 서멀 스프레이 및 플레임 스프레이를 이용하여 피막을 형성하여 융착 시키기 위한 장치로 사용되고 있다.
종래의 화염 및 고속 화염 용사 방식에는 산화제로 외부에서 공급되는 산소가 사용되는 HVOF(High-Velocity-Oxygen-Fuel) 용사방식과 산화제로 공기 및 산소가 풍부한 공기를 사용하는 HVAF(High-Velocity-Air-Fuel) 용사방식이 대표적이며, 이와 같은 방식을 이용한 용사장치는 용사용 물질의 입자를 가열 및 가속하기 위해 고온의 기체 제트에너지를 활용하여 용사 입자를 모재와 충돌시켜 세라믹 또는 금속 피막을 형성한다.
상기 종래 HVOF 화염용사장치는 연료의 불완전 연소를 동반하여 에너지 효율저감 및 산화된 용사입자가 노즐을 막을 수 있는 문제점이 발생한다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 제안된 대한민국특허등록 제10-0908436호 브라운 가스를 이용한 용사 장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 콘크리트 표면의 용사코팅 방법은 수산화가스를 용사용 소재의 가열 및 용융을 위한 연료로 사용함으로써 외부 산소 및 공기와 같은 산화제의 도입이 없이 브라운 가스만으로 연소작용을 가능하게 하여 용사용 열원으로 사용하는 것이다.
하지만, 상기와 같이 제안된 기술은 물 내에서 전기를 일으켜 수산화가스를 얻음에 장치설치와 관련된 비용부담이 커지게 되며, 외부로 이동하여 용사 시 설치부담이 생기는 문제점이 발생한다.
또한, 용사건의 내부가 복잡해짐으로 가공시에도 정밀성을 요하기 때문에 가공에 따른 비용이 커지는 문제점이 있다.
또, 일반적으로 세라믹과 플라스틱과 같은 물질을 용사할 때, 접착력과 코팅력이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점들을 해결하고자, 다음과 같이 본 발명을 제안한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금속 및 콘크리트 표면과 같이 산화가 될 수 있는 표면에 고압 용융분사장치를 통해 기존에 일반적인 플라스틱 화염 용사에 사용되는 용사 건으로 불가능한 것을 고압 용융분사장치를 통해 CPC의 분말 용사를 가능하게 하기 위한 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 용융분사장치(10)는 분사소켓(150)과 혼합소켓(151)이 결합되어 분사소켓(150)에 형성된 화염분사구(110)와 분체분사구(120)를 통해 용융된 CPC를 용사하는 열 용사부(100)와, 외부에서 유입되는 분체와 에어, 가스를 각각 형성된 분체조절기(210)와 에어조절기(211)와 가스조절기(212)로 구비된 본체부(200)와, 상기 용융분사장치(10)를 작동시키고, 가스와 에어의 유입량을 1차 조절하는 손잡이부(300)와, 외부에서 유입되는 분체와 에어, 가스를 용사하기 위해 상기 열 용사부(100)로 이송키는 가스튜브(410)와 에어튜브(411)와 분체튜브(412)가 형성된 이송부(400)와, 상기 열 용사부(100)의 혼합소켓(151)과 본체부(200)와 손잡이부(300)를 결합하는 무두볼트a(20), 무두볼트b(30)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열 용사부(100)는 분사소켓(150)과 혼합소켓(151)의 일측에 형성된 나사부(140)를 통해 결합되며, 상기 혼합소켓(151) 내부에서 에어와 가스가 혼합되어 배출되는 화염분사구(110)와, 또, 에어와 분체가 혼합되어 분사되는 분체분사구(120)가 형성되고, 상기 분사소켓(150)에 점화기(130)가 구비되며, 분사소켓(150) 외주면에 형성된 점화스위치(131)를 통해 화염분사구(110)로 배출되는 가스가 화염을 형성시키고, 분체분사구(120)에서 배출되는 CPC가 용융되어 용사되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 혼합소켓(151) 내부에 분체 벤츄리(160)가 결합되어, 본체부(200)와 결합하여 외부에서 유입되는 분체가 분체 벤츄리(160)를 통해 분체 배출의 압력을 상승시킴으로 분사의 직진도를 높이는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체부(200)는 내부에 가스 이송라인(430), 에어 이송라인(431), 분체 이송라인(432)이 형성되고, 외부 측면에 분체 조절기(210)가 CPC분체량을 조절하고, 에어 조절기(211)와 가스 조절기(212)를 통해 2차 에어와 가스량을 조절하고, 본체부(200) 상단에 피도물 온도를 파악하기 위한 열 감지센서(220)가 구비되며, 열 감지센서(220)의 전원을 공급하기 위한 센서 전원부(221)와 온도와 잔여량을 표시하는 표시창(222)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 손잡이부(300)는 1차 가스량과 에어량을 조절하기 위해 유량조절판(320)이 구비되고, 유량조절판(320)에 유량조절홈(321)이 형성되며, 용사 작동을 위한 작동스위치(310)가 구비되고, 작동 스위치(310)를 당김에 손잡이부(300) 내부에 형성된 고정돌기(331)가 작동스프링(330)을 누름에 유량이 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열 용사부(100)의 화염분사구(110)와 분체분사구(120)의 막힘 현상을 제거하기 위해 가스밸브(420)를 잠그고, 분체조절기(210)를 잠금으로, 에어 량으로 막힘을 없애주는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명은 금속 및 콘크리트 표면과 같이 산화가 될 수 있는 표면에 고압 용융분사장치를 통해 기존에 일반적인 플라스틱 화염용사에 사용되는 용사건으로 불가능한 것을 고압 용융분사장치를 통해 분사기계 및 제품의 모양에 제한이 없고, 각 호스의 연결만으로 압력 및 작업 방법에 정량화를 구현할 수 있는 CPC의 분말 용사를 가능한 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 고분자 CPC분말을 이용한 고압 용융분사장치에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 고분자 CPC분말을 이용한 고압 용융분사장치에 대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 고분자 CPC분말을 이용한 고압 용융분사장치에 대한 혼합상태도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.
본 발명의 구성과 연결관계를 도 1과 도 2에서 나타내고 있으며, 도 3에서는 본 발명의 열용사 되기까지의 가스와 에어와 분체의 흐름을 나타내고 있다.
상기 도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 용융분사장치(10)는 크게 화염에 의해 분체를 용융시켜, 용융된 CPC(Ceramic Plastic Ceramics)를 용사하는 열 용사부(100)와, 분체와 에어와 가스를 조절하는 본체부(200)와, 유량을 제어하며 용융분사장치(10)를 동작시키기 위한 손잡이부(300)와, 분체와 에어와 가스가 이송되는 이송부(400)로 나뉜다.
본 발명의 구성을 다음과 같이 도 1과 도 2를 참조하여 설명한다.
상기 도면에서 보는 바와 같이, 열 용사부(100)는 에어와 혼합된 가스를 분사하는 화염분사구(110)와, 에어와 혼합된 분체가 분사되는 분체분사구(120)와, 화염을 발생시키기 위한 점화기(130)와, 점화스위치(131)와, 화염과 분체가 분사되는 분사소켓(150)과, 외부에서 유입되는 가스와 에어와 분체가 분사되기 전 혼합되는 혼합소켓(151)과, 혼합소켓(151)과 본체부(200) 내부에 결합되어 분체의 압력을 높여주어 분사의 직진도를 향상시키는 분체 벤츄리(160)로 구성된다.
상기 도면에서 보는 바와 같이, 본체부(200)는 일측면에 분체조절기(210), 에어조절기(211), 가스조절기(212)와, 본체부(200) 상측에 형성되는 열 감지센서(220)와, 열 감지센서(220)의 전원을 공급하는 센서 전원부(221)와, 열 감지센서(220)에 의해 감지되는 온도와 전원잔여량을 표시하는 표시창(222)으로 구성된다.
상기 도면에서 보는 바와 같이, 손잡이부(300)는 용융분사장치(10)를 구동하기 위한 작동스위치(310)와, 가스와 에어의 양을 조절하기 위한 유량조절판(320)과 유량조절홈(321), 유량조절판(320) 일측에 형성된 고정돌기(331)와, 고정돌기(331)와 손잡이부(300) 내부에 작동스위치(310)를 이용하여 유량을 조절하기 위해 형성된 작동스프링(330)으로 구성된다.
상기 도면에서 보는 바와 같이, 이송부(400)는 열용사부(100)와 본체부(200)와 손잡이부(300) 내부에 형성된 가스이송라인(430), 에어이송라인(431), 분체이송라인(432)과 외부에서의 가스, 분체, 에어를 용융분사장치(10)로 유입시키기 위해 가스튜브(410), 에어튜브(411), 분체튜브(412)가 구비되며, 용융분사장치(10)에서 돌출된 각 튜브와 외부에서 유입되도록 구비된 각 튜브를 연결해주는 에어 튜브 커넥터(421), 분체 튜브 커넥터(422)와 미사용시 가스의 유입을 막기 위한 가스밸브(420)로 구성된다.
또한, 열 용사부(100)의 혼합소켓(151)과 본체부(200)를 결합하는 무두볼트a(20)와 손잡이부(300)와 본체부(200)를 결합하는 무두볼트b(30)로 구성된다.
상기와 같이 본 발명의 각 부에 해당되는 구성을 설명하였으며, 다음과 같이 도면을 참고하여 구성 간의 연결을 설명한다.
상기 도면에서 보는 바와 같이, 용융분사장치(10)는 열 용사부(100)와 본체부(200)가 각각 구비되며, 열 용사부(100)의 혼합소켓(151)과 본체부(200)가 무두볼트a(20)를 통해 결합되며, 또한, 본체부(200)와 손잡이부(300)는 무두볼트b(30)를 통해 결합된다.
상기 열 용사부(100)의 혼합소켓(151)과 분사소켓(150)은 형성된 나사부(140)를 통해 결합된다.
상기 열 용사부(100)는 전면에 다수개의 화염분사구(110)가 형성되어 있으며, 중앙에는 분체분사구(120)로 형성되어 있다.
상기 분사소켓(150)에 형성된 화염분사구(110)는 혼합소켓(151) 내부에서 혼합된 가스와 에어가 다수개로 형성된 화염분사구(110)로 배출되게 된다.
또한, 상기 분체분사구(120)는 혼합소켓(151)과 본체부(200) 내부의 분체 벤츄리(160)를 통해 혼합된 분체와 에어가 배출되게 된다.
또한, 상기 분사소켓(150) 전면에 점화기(130)가 구비되며, 화염분사구(110)에서 혼합된 가스와 에어가 분사되고, 분사소켓(150) 외주면 일측에 형성된 점화 스위치(131)를 누름에 따라 화염이 발생한다.
상기 도면에서 보는 바와 같이, 본체부(200)는 내부에 가스 이송라인(430)과 에어 이송라인(431)과 분체 이송라인(432)으로 형성되어 있으며, 본체부(200) 외부 일측에 형성된 에어 조절기(211)와 가스조절기(212)와 분체조절기(210)로 사용자가 원하는 에어와 가스와 분체량을 각각을 조절하도록 하는 것이다.
또한, 피도물의 온도를 파악하기 위해 본체부(200) 외부 상측에 열 감지센서(220)가 형성되어 있으며, 열 감지센서(220)의 전원을 공급하기 위해 센서 전원부(221)가 구비되어 있으며, 센서 전원부(221)의 전력이 소진되었을 때는 외부에서 케이블을 통해 충전하여 사용하도록 하며, 열 감지센서(220)에서 감지된 열 온도와 전원의 잔여량을 표시해주기 위해 센서 전원부(221) 일측에 표시창(222)이 형성되어 사용자에게 알려주는 것으로 이루어진다.
상기 도면에서 보는 바와 같이, 손잡이부(300)는 일측에 작동스위치(310)가 구비되어 있으며, 작동스위치(310)는 본체부(200)와 연결되어 있고, 사용자가 원하는 분사량을 조절할 수 있는 것이다.
상기 손잡이부(300) 내부에 유량조절판(320)이 구비되어 있으며, 미사용시에는 가스 이송라인(430)과 에어 이송라인(431)을 차단하고, 사용시 작동스위치(310)를 누름과 동시에 유량조절판(320) 일측에 형성된 고정돌기(331)와 작동스프링(330)이 동작하며, 이때 유량조절판(320)에 형성된 유량 조절홈(321)으로 가스와 에어가 유입되고, 사용자가 힘을 가해 누름에 유량조절판(320)이 움직이게 되고, 최대량까지 유입되도록 형성되어 있다.
상기 도면에서 보는 바와 같이, 이송부(400)는 손잡이부(300)와 본체부(200) 일측 하단으로 형성된 각각의 돌출된 가스튜브(410)와 에어튜브(411)와 분체튜브(412)에 가스밸브(420)와 에어 튜브커넥터(421)와 분체 튜브커넥터(422)가 결합되어 있으며, 손잡이부(300)와 본체부(200) 내부에 형성된 가스 이송라인(430)과 에어 이송라인(431)과 분체 이송라인(432)을 통해 각각의 분체와 에어와 가스가 이송되는 것이다.
상기와 같이 도면을 참조하여 구성간의 결합상태를 설명하였으며, 다음과 같이 용융되어 용사되는 과정을 도 3을 참조하여 설명한다.
상기 도면에서 보는 바와 같이, 외부에서 가스, 에어, 분체는 각각의 가스튜브(410)와 에어튜브(411)와 분체튜브(412)를 통해 유입되며, 유입된 가스와 에어, 분체는 손잡이부(300)와 본체부(200) 내부에 형성된 각각의 이송라인(430,431,432)을 통해 열용사부(100)로 용사되게 되는 것이다.
이때, 가스와 에어는 1차적으로 손잡이부(300)에서 유량을 조절하게 되며, 작동스위치(310)를 통해 유량조절판(320)이 움직이게 되며, 이때 유량조절판(320)에 형성된 유량 조절홈(321)으로 사용자가 원하는 량을 제어할 수 있도록 하는 것이다.
또한, 본체부(200) 내부로 유입되는 가스와 에어는 2차적으로 가스조절기(212)와 에어조절기(211)를 통해 화염을 조절하도록 구성되는 것이다.
또한, 분체는 분체조절기(210)를 통해 분체량을 조절하도록 하였으며, 상기의 가스조절기(212)와 에어조절기(211), 분체조절기(210)는 본체부(200) 일측에 결합되고, 결합위치에 각각의 유입량 표시가 되어 있어 조절시 각각의 유입량을 사용자가 한눈에 알아볼 수 있도록 하는 것이다.
상기 1차, 2차 조절된 가스와 에어, 분체는 열 용사부(100)로 이송되며, 이때, 분체는 본체부(200)와 열용사부(100)의 혼합소켓(151)과 결합된 분체 벤츄리(160)를 통해 이송된다.
상기 이송된 가스와 에어는 혼합소켓(151)에서 혼합되어 분사소켓(150)에 다수개로 형성된 화염분사구(110)로 배출되며, 분사소켓(150) 아래에 형성된 점화기(130)를 통해 화염이 발생하는 것이다.
상기 화염이 발생되어 적정한 온도를 유지하게 될 때, 분체조절기(210)를 조절하여 분체를 배출하게 되며, 배출시 화염에 의해 용융되어 용사함으로 코팅하는 것이다.
또한, 본체부(200) 상측에 형성된 열 감지센서(220)는 피도물의 온도를 확인하는 것으로, 사용자가 피도물의 온도를 확인한 후 용사하는 것으로 작업이 이루어진다.
또한, 작업이 완료되었을 때, CPC에 의해 열 용사부(100)의 화염분사구(110)와 분체분사구(120)의 막힘 현상이 발생하며, 이에 막힘 현상을 없애주기 위해 가스밸브(420)를 잠그고, 분체조절기()를 통해 분체를 차단하며, 에어조절기(211)를 최대로 하여 에어량 만으로 화염분사구(110)와 분체분사구(120)를 통해 에어를 배출함으로 각각의 분사구(110,120)에 형성되어 있던 CPC가 제거되는 것으로 이루어진다.
10. 용융분사장치 20. 무두볼트a
30. 무두볼트b
100. 열 용사부 110. 화염분사구
120. 분체분사구 130. 점화기
131. 점화 스위치 140. 나사부
150. 분사소켓 151. 혼합소켓
160. 분체 벤츄리
200. 본체부 210. 분체 조절기
211. 에어 조절기 212. 가스 조절기
220. 열 감지센서 221. 센서 전원부
222. 표시창
300. 손잡이부 310. 작동 스위치
320. 유량 조절판 321. 유량 조절홈
330. 작동 스프링 331. 고정돌기
400. 이송부 410. 가스튜브
411. 에어튜브 412. 분체튜브
420. 가스밸브 421. 에어 튜브커넥터
422. 분체 튜브커넥터 430. 가스 이송라인
431. 에어 이송라인 432. 분체 이송라인

Claims (6)

  1. 용융분사장치(10)는 분사소켓(150)과 혼합소켓(151)이 일 측에 형성된 나사부(140)를 통해 결합되며, 상기 혼합소켓(151) 내부에서 에어와 가스가 혼합되어 배출되는 화염분사구(110)와, 또, 에어와 분체가 혼합되어 분사되는 분체분사구(120)가 형성되고, 상기 분사소켓(150)에 점화기(130)가 구비되며, 분사소켓(150) 외주면에 형성된 점화스위치(131)를 통해 화염분사구(110)로 배출되는 가스가 화염을 형성시키고, 분체분사구(120)에서 배출되는 씨피씨(CPC:Ceramic Plastic Ceramics)가 용융되어 용사되며, 상기 혼합소켓(151) 내부에 분체 벤츄리(160)가 결합되고, 본체부(200)와 결합되어 외부에서 유입되는 분체가 분체 벤츄리(160)를 통해 분체 배출의 압력을 상승시켜 분사의 직진도를 높이는 열 용사부(100);
    외부에서 유입되는 분체와 에어, 가스를 각각 형성된 분체조절기(210)와 에어조절기(211)와 가스조절기(212)로 구비된 본체부(200);
    상기 용융분사장치(10)를 작동시키고, 가스와 에어가 본체부(200)로 유입되는 유입량을 1차 조절하는 손잡이부(300);
    외부에서 유입되는 분체와 에어, 가스를 용사하기 위해 상기 열 용사부(100)로 이송키는 가스튜브(410)와 에어튜브(411)와 분체튜브(412)가 형성된 이송부(400);
    상기 열 용사부(100)의 혼합소켓(151)과 본체부(200)와 손잡이부(300)를 결합하는 무두볼트a(20), 무두볼트b(30);
    를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 고분자 CPC분말을 이용한 고압 용융분사장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부(200)는 내부에 가스 이송라인(430), 에어 이송라인(431), 분체 이송라인(432)이 형성되고, 외부 측면에 분체 조절기(210)가 씨피씨(CPC:Ceramic Plastic Ceramics)분체량을 조절하고, 에어 조절기(211)와 가스 조절기(212)를 통해 2차 에어와 가스량을 조절하고, 본체부(200) 상단에 피도물 온도를 파악하기 위한 열 감지센서(220)가 구비되며, 열 감지센서(220)의 전원을 공급하기 위한 센서 전원부(221)와 온도와 잔여량을 표시하는 표시창(222)이 구비되는 것을 특징으로 하는 고분자 CPC분말을 이용한 고압 용융분사장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 손잡이부(300)는 1차 가스량과 에어량을 조절하기 위해 유량조절판(320)이 구비되고, 유량조절판(320)에 유량조절홈(321)이 형성되며, 용사 작동을 위한 작동스위치(310)가 구비되고, 작동 스위치(310)를 당김에 손잡이부(300) 내부에 형성된 고정돌기(331)가 작동스프링(330)을 누름에 유량이 조절되는 것을 특징으로 하는 고분자 CPC분말을 이용한 고압 용융분사장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열 용사부(100)의 화염분사구(110)와 분체분사구(120)의 막힘 현상을 제거하기 위해 가스밸브(420)를 잠그고, 분체조절기(210)를 잠금으로, 에어 량으로 막힘을 없애주는 것을 특징으로 하는 고분자 CPC분말을 이용한 고압 용융분사장치.
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