KR101426986B1 - 로터 및 이를 포함하는 표면 결정화장치 - Google Patents

로터 및 이를 포함하는 표면 결정화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 재료들을 유동시키기 위해 회전하는 회전부재, 및 상기 회전부재의 회전축을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 비틀어져 상기 회전부재로부터 돌출되게 형성된 돌출부재를 포함하는 로터 및 이를 포함하는 표면 결정화장치에 관한 것으로,
본 발명에 따르면 재료들이 유동하는 방향, 재료들이 유동하는 거리의 크기, 재료들에 대한 와도, 재료들에 발생하는 마찰열을 증가시킴으로써, 재료들에 대한 표면 결정화공정을 수행하는데 걸리는 가공시간을 줄일 수 있다.

Description

로터 및 이를 포함하는 표면 결정화장치{Rotor and Surface Crystallization Apparatus using the same}
본 발명은 재료에 대한 표면 결정화공정을 수행하기 위한 로터 및 이를 포함하는 표면 결정화장치에 관한 것이다.
필름, 원사 등의 원자재로 사용되는 폴리에스테르 등(이하, '재료'라 한다)은 표면 결정화공정을 거친 후에 필름, 원사 등을 제조하는 공정에 사용된다. 필름, 원사 등을 제조하는 공정이 이루어지는 과정에서 재료들 간에 서로 엉겨붙는 럼핑(Lumping) 현상이 발생하는 것을 방지하기 위함이다. 이러한 표면 결정화공정은 표면 결정화장치에 의해 수행된다.
도 1은 종래 기술에 따른 표면 결정화장치의 개념도, 도 2는 종래 기술에 따른 로터의 개략적인 사시도, 도 3은 종래 기술에 따른 로터의 개략적인 정면도이다.
도 1을 참고하면, 종래 기술에 따른 표면 결정화장치(100)는 재료들이 공급되는 공급부(101), 표면 결정화공정이 이루어지는 하우징(102), 표면 결정화된 재료들이 배출되는 배출부(103), 및 상기 하우징(102)에 설치되는 로터(Rotor)(104)를 포함한다.
상기 공급부(101)는 상기 배출부(103) 반대편에 위치되게 상기 하우징(102)에 결합된다. 재료들은 상기 공급부(101)를 통해 상기 하우징(102) 내부로 공급된다.
상기 하우징(102)은 재료들에 대한 표면 결정화공정이 이루어지는 수용홈(1021)을 포함한다. 상기 하우징(102)에는 상기 로터(104)를 회전시키기 위한 동력원(105)이 설치된다.
상기 배출부(103)는 상기 공급부(101) 반대편에 위치되게 상기 하우징(102)에 결합된다. 재료들은 표면 결정화공정이 이루어진 후, 상기 배출부(103)를 통해 상기 하우징(102) 외부로 배출된다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 로터(104)는 상기 수용홈(1021)에 위치되게 상기 하우징(102)에 결합된다. 상기 로터(104)는 상기 동력원(105)에 의해 회전되고, 이에 따라 상기 수용홈(1021)에 위치한 재료들을 유동시킴으로써 재료들에 대한 표면 결정화공정을 수행할 수 있다. 상기 로터(104)는 상기 재료들을 유동시키기 위한 돌출부재(1041)를 포함한다. 상기 돌출부재(1041)는 상기 로터(104)의 길이방향(X축 방향)으로 직선을 이루며 형성된다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 표면 결정화장치(100)는 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 종래 기술에 따른 표면 결정화장치(100)는 상기 돌출부재(1041)가 직선을 이루며 형성되기 때문에, 상기 로터(104)가 회전함에 따라 재료들이 유동하는 방향, 재료들이 유동하는 거리의 크기, 재료들에 대한 와도(Vorticity), 재료들에 발생하는 마찰열을 증가시키는데 한계가 있다. 이에 따라, 재료들에 대한 표면 결정화공정을 수행하는데 걸리는 가공시간이 증가하는 문제가 있다. 이러한 가공시간을 줄이기 위해, 상기 로터(104)의 회전속도를 증가시키는 방안이 있다. 그러나, 상기 로터(104)의 회전속도를 증가시키면, 고성능의 동력원(105)을 구비하기 위한 투자비용과 전력 사용량의 증가를 초래하게 됨으로써, 표면 결정화공정에 대한 공정비용을 상승시키는 문제가 있다.
둘째, 종래 기술에 따른 표면 결정화장치(100)는 상기 돌출부재(1041)가 직선을 이루며 형성되기 때문에, 상기 로터(104)가 회전하면서 재료들을 유동시킴에 따라 상기 돌출부재(1041)에 상당한 크기의 전단응력(Share Stress)이 작용하게 된다. 이에 따라 상기 로터(104)에 대한 사용 수명이 단축되는 문제가 있다. 이러한 문제는 재료들에 대한 표면 결정화공정을 수행하는데 걸리는 가공시간을 줄이기 위해 상기 로터(104)의 회전속도를 증가시키면 더욱 심화되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 재료들이 유동하는 방향, 재료들이 유동하는 거리의 크기, 재료들에 대한 와도, 재료들에 발생하는 마찰열을 증가시킬 수 있는 로터 및 이를 포함하는 표면 결정화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 재료들을 유동시키는 과정에서 작용하는 전단응력을 감소시킬 수 있는 로터 및 이를 포함하는 표면 결정화장치를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 로터는 동력원에 의해 회전되는 회전부재; 상기 회전부재의 일측에서 상기 회전부재로부터 돌출되게 형성된 제1돌기; 상기 회전부재의 타측에서 상기 회전부재로부터 돌출되게 형성된 제2돌기; 및 상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이에서 상기 회전부재로부터 돌출되게 형성된 연결부재를 포함할 수 있다. 상기 제1돌기와 상기 제2돌기는 상기 회전부재의 회전축을 중심으로 상기 회전부재로부터 서로 다른 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 상기 연결부재는 상기 제1돌기와 상기 제2돌기 각각에 연결되도록 비틀어져 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 로터는 재료들을 유동시키기 위해 회전하는 회전부재; 및 상기 회전부재로부터 돌출되게 형성된 돌출부재를 포함할 수 있다. 상기 돌출부재는 상기 회전부재의 회전축을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 비틀어져 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 표면 결정화장치는 재료들이 공급되기 위한 공급부; 재료들에 대한 표면 결정화공정이 이루어지는 수용홈을 포함하고, 상기 공급부가 결합되는 하우징; 상기 하우징에 결합되고, 상기 수용홈으로부터 재료들이 배출되기 위한 배출부; 상기 하우징에 결합되고, 상기 수용홈에 위치된 재료들을 유동시키기 위한 상기 로터; 및 상기 로터가 결합되고, 상기 로터를 회전시키는 회전유닛을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 재료들이 유동하는 방향, 재료들이 유동하는 거리의 크기, 재료들에 대한 와도, 재료들에 발생하는 마찰열을 증가시킴으로써, 재료들에 대한 표면 결정화공정을 수행하는데 걸리는 가공시간을 줄일 수 있다.
본 발명은 재료들을 유동시키는 과정에서 작용하는 전단응력을 감소시킴으로써 사용 수명을 연장할 수 있고, 이에 따라 전단응력에 의해 손상된 부분을 교체, 보수하기 위해 표면 결정화공정을 중단해야 하는 횟수를 줄임으로써 짧은 시간에 더 많은 양의 재료들에 대해 표면 결정화공정을 수행할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 표면 결정화장치의 개념도
도 2는 종래 기술에 따른 로터의 개략적인 사시도
도 3은 종래 기술에 따른 로터의 개략적인 정면도
도 4는 본 발명에 따른 로터의 개략적인 사시도
도 5는 본 발명에 따른 로터의 개략적인 정면도
도 6은 본 발명에 따른 로터의 개략적인 측면도
도 7 및 도 8은 재료들의 유동 방향성과 유동 크기를 나타낸 도면
도 9 및 도 10은 재료들의 와도를 나타낸 도면
도 11 및 도 12는 재료들에 발생하는 마찰열을 나타낸 도면
도 13은 본 발명에 따른 표면 결정화장치의 개략적인 측면도
도 14는 도 13의 C 부분에 대한 확대 단면도
이하에서는 본 발명에 따른 로터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 로터의 개략적인 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 로터의 개략적인 정면도, 도 6은 본 발명에 따른 로터의 개략적인 측면도, 도 7 및 도 8은 재료들의 유동 방향성과 유동 크기를 나타낸 도면, 도 9 및 도 10은 재료들의 와도를 나타낸 도면, 도 11 및 도 12는 재료들에 발생하는 마찰열을 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명에 따른 로터를 도 4의 A 화살표 방향으로 바라본 정면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 로터를 도 4의 B 화살표 방향으로 바라본 측면도이다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 로터(1)는 재료(미도시)들을 유동시키기 위해 회전하는 회전부재(2) 및 상기 회전부재(2)가 회전함에 따라 함께 회전하면서 재료들을 유동시키는 돌출부재(3)를 포함한다. 재료는 필름, 원사 등의 원자재로 사용되는 폴리에스테르 등일 수 있다. 재료는 칩 형태를 가질 수 있다. 재료들은 상기 돌출부재(3)가 회전함에 따라 상기 돌출부재(3)에 밀려서 유동하게 된다. 이에 따라, 재료들에 대한 표면 결정화공정이 수행될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 상기 회전부재(2)에는 상기 돌출부재(3)가 형성된다. 상기 회전부재(2)는 동력원(미도시)에 의해 회전축(2a)을 중심으로 회전될 수 있다. 상기 회전부재(2)가 회전함에 따라 상기 돌출부재(3)가 함께 회전할 수 있다. 상기 회전부재(2)는 전체적으로 원통 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 직방체 형태, 타원 형태 등 다른 형태로도 형성될 수 있다. 상기 회전부재(2)는 길이방향(X축 방향)으로 길게 형성될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 상기 돌출부재(3)는 상기 회전부재(2)로부터 돌출되게 형성된다. 상기 돌출부재(3)는 상기 회전부재(2)가 회전함에 따라 함께 회전하면서 재료들을 유동시킬 수 있다. 상기 돌출부재(3)는 상기 회전부재(2)의 외면으로부터 외측 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 돌출부재(3)는 상기 회전부재(2)의 회전축(2a)을 중심으로 시계방향(R 화살표 방향) 또는 반시계방향(R' 화살표 방향)으로 비틀어져 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 로터(1)는 재료들이 유동하는 방향, 재료들이 유동하는 거리의 크기, 재료들에 대한 와도(Vorticity), 재료들에 발생하는 마찰열을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 로터(1)는 재료들에 대한 표면 결정화공정을 수행하는데 걸리는 가공시간을 줄일 수 있다. 이는 아래 실험 결과로부터 알 수 있다.
우선, 도 7 및 도 8을 참고하여 재료들이 유동하는 방향과 재료들이 유동하는 거리의 크기에 대한 실험 결과를 살펴보면, 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 따른 로터(1)에 대한 실험 결과를 나타낸 것이고, 도 8은 종래 기술에 따른 로터(104)에 대한 실험 결과를 나타낸 것이다. 즉, 도 7은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 돌출부재(3)가 상기 시계방향(R 화살표 방향)으로 비틀어져 형성된 로터(1)를 이용한 것이다. 도 8은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 돌출부재(1041)가 직선을 이루며 형성된 로터(104)를 이용한 것이다. 도 7 및 도 8에는 10cps의 점도를 갖는 재료들이 투입된 후 90초가 경과했을 때, 재료들이 유동하는 방향과 재료들이 유동하는 거리의 크기가 파란색 벡터(Vector)로 표시되었다. 본 발명에 따른 로터(1) 및 종래 기술에 따른 로터(104, 도 3에 도시됨)는 각각 310rpm의 속도로 회전하였다.
도 7 및 도 8에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 로터(1)가 종래 기술에 따른 로터(104)와 비교할 때, 더 많은 수의 벡터가 표시되었고, 벡터들이 더 여러 방향을 향하게 표시되었다. 또한, 본 발명에 따른 로터(1)가 종래 기술에 따른 로터(104)와 비교할 때, 더 긴 길이를 갖는 벡터들이 표시되었다. 이로부터, 본 발명에 따른 로터(1)는 종래 기술에 따른 로터(104)와 비교할 때, 재료들이 유동하는 방향과 재료들이 유동하는 거리의 크기를 증가시킬 수 있음을 알 수 있다. 또한, 도 7 및 도 8이 재료들이 투입된 후 동일하게 90초가 경과했을 때에 대한 실험 결과이므로, 본 발명에 따른 로터(1)가 종래 기술에 따른 로터(104)와 비교할 때, 재료들이 유동하는 속도를 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 로터(1)는 종래 기술에 따른 로터(104, 도 3에 도시됨)와 비교할 때, 재료들이 유동하는 방향, 재료들이 유동하는 거리의 크기, 및 재료들이 유동하는 속도를 증가시킬 수 있으므로, 재료들에 대한 표면 결정화공정을 수행하는데 걸리는 가공시간을 줄일 수 있다.
다음, 도 9 및 도 10을 참고하여 와도에 대한 실험 결과를 살펴보면, 다음과 같다.
도 9는 본 발명에 따른 로터(1)에 대한 실험 결과를 나타낸 것이고, 도 10은 종래 기술에 따른 로터(104)에 대한 실험 결과를 나타낸 것이다. 즉, 도 9는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 돌출부재(3)가 상기 시계방향(R 화살표 방향)으로 비틀어져 형성된 로터(1)를 이용한 것이다. 도 10은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 돌출부재(1041)가 직선을 이루며 형성된 로터(104)를 이용한 것이다. 도 9 및 도 10에는 10cps의 점도를 갖는 재료들이 투입된 후 90초가 경과했을 때, 재료들의 와도가 크기범위별로 다른 색채로 표시되었다. 도 9 및 도 10의 왼쪽 상단에는 각 색채에 따른 와도의 크기범위가 표시되어 있고, 파란색에서 빨간색 방향(도 9 및 도 10을 기준으로 상측방향)을 향할수록 와도의 크기가 큰 것이다. 본 발명에 따른 로터(1) 및 종래 기술에 따른 로터(104, 도 3에 도시됨)는 각각 310rpm의 속도로 회전하였다.
도 9 및 도 10에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 로터(1)가 종래 기술에 따른 로터(104)와 비교할 때, 와도의 크기범위가 더 큰 색채들이 더 넓은 영역을 차지하게 표시되었다. 이로부터, 본 발명에 따른 로터(1)는 종래 기술에 따른 로터(104)와 비교할 때, 와도의 크기를 증가시킬 수 있음을 알 수 있다. 또한, 도 9 및 도 10이 재료들이 투입된 후 동일하게 90초가 경과했을 때에 대한 실험 결과이므로, 본 발명에 따른 로터(1)가 종래 기술에 따른 로터(104)와 비교할 때, 와도의 속도를 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 로터(1)는 종래 기술에 따른 로터(104, 도 3에 도시됨)와 비교할 때, 와도의 크기 및 속도를 증가시킬 수 있으므로, 재료들에 대한 표면 결정화공정을 수행하는데 걸리는 가공시간을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 로터(1)는 와도의 크기 및 속도를 증가시킴으로써, 재료들에 대한 교반 성능을 향상시킬 수 있고, 재료들에 대한 난방향 운동에너지를 증가시킬 수 있다.
다음, 도 11 및 도 12를 참고하여 재료들에 발생하는 마찰열에 대한 실험 결과를 살펴보면, 다음과 같다.
도 11은 본 발명에 따른 로터(1)에 대한 실험 결과를 나타낸 것이고, 도 12는 종래 기술에 따른 로터(104)에 대한 실험 결과를 나타낸 것이다. 즉, 도 11은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 돌출부재(3)가 상기 시계방향(R 화살표 방향)으로 비틀어져 형성된 로터(1)를 이용한 것이다. 도 12는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 돌출부재(1041)가 직선을 이루며 형성된 로터(104)를 이용한 것이다. 도 11 및 도 12에는 10cps의 점도를 갖는 재료들이 투입된 후 120초가 경과했을 때, 재료들에 발생한 마찰열이 온도범위별로 다른 색채로 표시되었다. 도 11 및 도 12의 왼쪽 상단에는 각 색채에 따른 마찰열의 온도범위가 표시되어 있고, 파란색에서 빨간색 방향(도 11 및 도 12를 기준으로 상측방향)을 향할수록 마찰열의 온도가 높은 것이다. 본 발명에 따른 로터(1) 및 종래 기술에 따른 로터(104, 도 3에 도시됨)는 각각 310rpm의 속도로 회전하였다.
도 11 및 도 12에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 로터(1)가 종래 기술에 따른 로터(104)와 비교할 때, 재료들에 발생하는 마찰열의 온도범위가 더 높은 색채들이 더 넓은 영역을 차지하게 표시되었다. 이로부터, 본 발명에 따른 로터(1)는 종래 기술에 따른 로터(104)와 비교할 때, 재료들에 발생하는 마찰열의 온도를 더 넓은 영역에 걸쳐 더 높은 온도로 증가시킬 수 있음을 알 수 있다. 또한, 도 11 및 도 12가 재료들이 투입된 후 동일하게 120초가 경과했을 때에 대한 실험 결과이므로, 본 발명에 따른 로터(1)가 종래 기술에 따른 로터(104)와 비교할 때, 재료들에 발생하는 마찰열의 온도를 더 빠른 시간에 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 로터(1)는 종래 기술에 따른 로터(104, 도 3에 도시됨)와 비교할 때, 재료들에 발생하는 마찰열의 온도를 더 넓은 영역에 걸쳐 더 높은 온도로 더 빠른 시간에 증가시킬 수 있으므로, 재료들에 대한 표면 결정화공정을 수행하는데 걸리는 가공시간을 줄일 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 실험결과들로부터, 본 발명에 따른 로터(1)는 회전속도를 증가시키지 않고도 재료들에 대한 표면 결정화공정을 수행하는데 걸리는 가공시간을 줄일 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 로터(1)는 고성능의 동력원(미도시)를 구비하지 않아도 되므로 투자비용을 줄일 수 있고, 전력 사용량이 증가되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 로터(1)는 표면 결정화공정에 대한 공정비용을 줄일 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참고하여 상기 돌출부재(3)를 더 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
상기 돌출부재(3)는 상기 회전부재(2)의 길이방향(X축 방향)을 따라 길게 형성될 수 있다. 상기 돌출부재(3)는 상기 회전부재(2)의 일측(2b)에서부터 시계방향(R 화살표 방향) 또는 반시계방향(R' 화살표 방향)으로 비틀리면서 상기 회전부재(2)의 타측(2c)까지 연장되어 형성될 수 있다. 상기 돌출부재(3)는 전체적으로 사각 형태의 단면을 가지며 상기 회전부재(2)로부터 돌출되게 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 재료들을 유동시킬 수 있는 형태이면 삼각 형태, 반원 형태, 사다리꼴 형태, 오각 이상의 다각 형태 등 다른 형태의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 상기 돌출부재(3)는 곡선을 이루며 비틀어져 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출부재(3)가 재료들을 밀면, 재료들은 상기 돌출부재(3)가 갖는 곡선을 따라 유동할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 로터(1)는 종래 기술에 따른 로터(104, 도 3에 도시됨)와 비교할 때, 상기 돌출부재(3)에 작용하는 전단응력(Share Stress)의 크기를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 로터(1)는 사용 수명을 연장할 수 있고, 교체 주기를 증가시킬 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 상기 회전부재(2)에는 상기 돌출부재(3)가 복수개 형성될 수 있다. 상기 돌출부재(3)들은 상기 회전부재(2)의 회전축(2a)을 중심으로 서로 다른 위치에서 상기 회전부재(2)로부터 돌출되게 형성될 수 있다. 도 5에는 상기 회전부재(2)에 2개의 돌출부재(3, 3')가 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 돌출부재(3)들이 비틀어져 형성된 각도에 따라 상기 돌출부재(3)들이 서로 간섭되지 않게 형성될 수 있으면 상기 회전부재(2)에는 3개 이상의 돌출부재(3)가 형성될 수도 있다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 상기 돌출부재(3)는 제1돌기(31), 제2돌기(32), 및 연결부재(33)를 포함할 수 있다.
상기 제1돌기(31)는 상기 회전부재(2)의 일측(2b)에서 상기 회전부재(2)로부터 돌출되게 형성된다. 상기 제1돌기(31)는 상기 회전부재(2)의 길이방향(X축 방향)으로 상기 제2돌기(32) 반대편에 형성될 수 있다. 상기 제1돌기(31)는 전체적으로 사각 형태의 단면을 가지며 상기 회전부재(2)로부터 돌출되게 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 재료들을 유동시킬 수 있는 형태이면 삼각 형태, 반원 형태, 사다리꼴 형태, 오각 이상의 다각 형태 등 다른 형태의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제2돌기(32)는 상기 회전부재(2)의 타측(2c)에서 상기 회전부재(2)로부터 돌출되게 형성된다. 상기 제2돌기(32)는 상기 회전부재(2)의 길이방향(X축 방향)으로 상기 제1돌기(31)로부터 소정 거리 이격된 위치에 형성될 수 있다. 상기 제2돌기(32)는 전체적으로 사각 형태의 단면을 가지며 상기 회전부재(2)로부터 돌출되게 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 재료들을 유동시킬 수 있는 형태이면 삼각 형태, 반원 형태, 사다리꼴 형태, 오각 이상의 다각 형태 등 다른 형태의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 연결부재(33)는 상기 제1돌기(31)와 상기 제2돌기(32) 사이에서 상기 회전부재(2)로부터 돌출되게 형성될 수 있다. 상기 연결부재(33)는 전체적으로 사각 형태의 단면을 가지며 상기 회전부재(2)로부터 돌출되게 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 재료들을 유동시킬 수 있는 형태이면 삼각 형태, 반원 형태, 사다리꼴 형태, 오각 이상의 다각 형태 등 다른 형태의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 연결부재(33)는 상기 제1돌기(31)와 상기 제2돌기(32) 각각에 연결되게 형성될 수 있다. 상기 제1돌기(31)와 상기 제2돌기(32)는 상기 회전부재(2)의 회전축(2a)을 중심으로 상기 회전부재(2)로부터 서로 다른 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결부재(33)는 상기 제1돌기(31)와 상기 제2돌기(32)가 서로 다른 방향으로 돌출되게 형성된 각도(3a, 도 5에 도시됨)에 대응되게 비틀어져 형성될 수 있다.
상기 제1돌기(31)와 상기 제2돌기(32)는 상기 회전부재(2)의 회전축(2a)을 중심으로 0°초과 360°미만의 각도(3a, 도 5에 도시됨)를 이루며 서로 다른 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결부재(33)는 상기 회전부재(2)의 회전축(2a)을 중심으로 시계방향(R 화살표 방향) 또는 반시계방향(R' 화살표 방향)으로 0°초과 360°미만의 각도(3a)로 비틀어져 형성될 수 있다. 상기 제1돌기(31)와 상기 제2돌기(32)가 상기 회전부재(2)의 회전축(2a)을 중심으로 360°이상의 각도(3a)를 이루며 서로 다른 방향으로 돌출되게 형성되는 경우, 상기 돌출부재(32)를 제조하는 공정의 난이도가 증가할 수 있다.
상기 제1돌기(31)와 상기 제2돌기(32)는 상기 회전부재(2)의 회전축(2a)을 중심으로 15°이상 90°이하의 각도(3a)를 이루며 서로 다른 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결부재(33)는 상기 회전부재(2)의 회전축(2a)을 중심으로 시계방향(R 화살표 방향) 또는 반시계방향(R' 화살표 방향)으로 15°이상 90°이하의 각도(3a)로 비틀어져 형성될 수 있다. 상기 제1돌기(31)와 상기 제2돌기(32)가 상기 회전부재(2)의 회전축(2a)을 중심으로 15°미만의 각도(3a)를 이루며 서로 다른 방향으로 돌출되게 형성되는 경우, 본 발명에 따른 로터(1)는 재료들이 유동하는 방향, 재료들이 유동하는 거리의 크기, 와도, 재료들에 발생하는 마찰열에 대한 개선도가 낮아질 수 있다. 상기 제1돌기(31)와 상기 제2돌기(32)가 상기 회전부재(2)의 회전축(2a)을 중심으로 90°초과의 각도(3a)를 이루며 서로 다른 방향으로 돌출되게 형성되는 경우, 본 발명에 따른 로터(1)는 상기 회전부재(2)를 회전시키기 위한 동력원(미도시)에 가해지는 부하가 증가할 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 상기 연결부재(33)는 곡선을 이루며 비틀어져 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결부재(33)가 재료들을 밀면, 재료들은 상기 연결부재(33)가 갖는 곡선을 따라 유동할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 로터(1)는 상기 연결부재(33)에 작용하는 전단응력의 크기를 감소시킴으로써, 사용 수명을 연장할 수 있다. 상기 회전부재(2), 상기 제1돌기(31), 상기 연결부재(33), 및 상기 제2돌기(32)는 일체로 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 표면 결정화장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 13은 본 발명에 따른 표면 결정화장치의 개략적인 측면도이고, 도 14는 도 13의 C 부분에 대한 확대 단면도이다.
도 4, 도 13 및 도 14를 참고하면, 본 발명에 따른 표면 결정화장치(10)는 재료들이 공급되기 위한 공급부(11), 재료들에 대한 표면 결정화공정이 이루어지는 하우징(12), 및 상기 하우징(12)으로부터 재료들이 배출되기 위한 배출부(13)를 포함한다. 본 발명에 따른 표면 결정화장치(10)는 상술한 본 발명에 따른 로터(1, 도 4에 도시됨)를 포함할 수 있다. 상기 로터(1)는 상술한 바와 같으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 본 발명에 따른 표면 결정화장치(10)는 상기 로터(1)에 의해 다음과 같은 작용효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 표면 결정화장치(10)는 재료들이 유동하는 방향, 재료들이 유동하는 거리의 크기, 재료들에 대한 와도, 재료들에 발생하는 마찰열을 증가시킴으로써, 재료들에 대한 표면 결정화공정을 수행하는데 걸리는 가공시간을 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 표면 결정화장치(10)는 짧은 시간에 더 많은 양의 재료들에 대해 표면 결정화공정을 수행할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 표면 결정화장치(10)는 상기 로터(1)에 작용하는 전단응력(Share Stress)의 크기를 감소시킴으로써, 상기 로터(1)에 대한 사용 수명을 연장할 수 있고, 상기 로터(1)에 대한 교체 주기를 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 표면 결정화장치(10)는 상기 로터(1)를 교체, 보수하기 위해 표면 결정화공정을 중단해야 하는 횟수를 줄일 수 있으므로, 짧은 시간에 더 많은 양의 재료들에 대해 표면 결정화공정을 수행할 수 있다.
도 4, 도 13 및 도 14를 참고하면, 상기 공급부(11)는 상기 하우징(12)에 결합된다. 상기 공급부(11)는 상기 배출부(13) 반대편에 위치되게 상기 하우징(12)에 결합될 수 있다. 재료들은 상기 공급부(11)를 통해 상기 하우징(12) 내부로 공급될 수 있다.
상기 하우징(12)은 재료들에 대한 표면 결정화공정이 이루어지는 수용홈(121, 도 14에 도시됨)을 포함한다. 상기 하우징(12)에는 상기 로터(1)가 회전 가능하게 결합된다. 상기 로터(1)는 상기 수용홈(121)에 위치되게 상기 하우징(12)에 결합될 수 있다. 상기 로터(1)는 상기 수용홈(121)에 위치된 재료들을 유동시킬 수 있다. 재료들은 상기 하우징(12)에서 상기 수용홈(121)이 형성된 내면(12a, 도 14에 도시됨)과 상기 로터(1)의 외면 사이에서 상기 로터(1)가 회전함에 따라 유동할 수 있다.
상기 배출부(13)는 상기 공급부(11) 반대편에 위치되게 상기 하우징(12)에 결합된다. 재료들은 상기 공급부(11)를 통해 상기 수용홈(121)에 공급되고, 상기 로터(1)에 의해 표면 결정화공정이 이루어진 후, 상기 배출부(13)를 통해 상기 수용홈(121)으로부터 배출될 수 있다.
도 4, 도 13 및 도 14를 참고하면, 본 발명에 따른 표면 결정화장치(10)는 상기 로터(1)를 회전시키는 회전유닛(14)을 포함할 수 있다. 상기 회전유닛(14)에는 상기 로터(1)가 결합된다. 상기 회전유닛(14)은 상기 하우징(12)에 결합될 수 있다. 상기 회전유닛(14)은 상기 하우징(12) 외측에 위치되게 상기 하우징(12)에 결합될 수 있다.
상기 회전유닛(14)은 상기 로터(1)를 회전시키기 위한 회전력을 발생시키는 동력원(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 동력원에는 상기 회전부재(2)의 회전축(2a, 도 4에 도시됨)이 직접 결합될 수 있다. 상기 동력원과 상기 회전부재(2)의 회전축(2a)이 소정 거리로 이격된 경우, 상기 회전유닛(14)은 상기 동력원과 상기 회전부재(2)의 회전축(2a)을 연결하는 연결수단(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 연결수단은 풀리 및 벨트 등일 수 있다. 상기 동력원은 모터일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1 : 로터 2 : 회전부재 3 : 돌출부재 31 : 제1돌기 32 : 제2돌기
33 : 연결부재 10 : 표면 결정화장치 11 : 공급부 12 : 하우징
13 : 배출부 14 : 회전유닛 121 : 수용홈

Claims (9)

  1. 동력원에 의해 회전되는 회전부재;
    상기 회전부재의 일측에서 상기 회전부재로부터 돌출되게 형성된 제1돌기;
    상기 회전부재의 타측에서 상기 회전부재로부터 돌출되게 형성된 제2돌기; 및
    상기 제1돌기와 상기 제2돌기 사이에서 상기 회전부재로부터 돌출되게 형성된 연결부재를 포함하고,
    상기 제1돌기와 상기 제2돌기는 상기 회전부재의 회전축을 중심으로 상기 회전부재로부터 서로 다른 방향으로 돌출되게 형성되고,
    상기 연결부재는 상기 제1돌기와 상기 제2돌기 각각에 연결되도록 비틀어져 형성되되, 재료를 밀어서 유동시키도록 곡선을 이루며 비틀어져 형성되는 것을 특징으로 하는 로터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1돌기와 상기 제2돌기는 상기 회전부재의 회전축을 중심으로 0°초과 360°미만의 각도를 이루며 서로 다른 방향으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 로터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1돌기와 상기 제2돌기는 상기 회전부재의 회전축을 중심으로 15°이상 90°이하의 각도를 이루며 서로 다른 방향으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 로터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회전부재, 상기 제1돌기, 상기 연결부재, 및 상기 제2돌기는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 로터.
  5. 삭제
  6. 재료들을 유동시키기 위해 회전하는 회전부재; 및
    상기 회전부재로부터 돌출되게 형성된 돌출부재를 포함하고,
    상기 돌출부재는 상기 회전부재의 회전축을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 비틀어져 형성되되, 재료를 밀어서 유동시키도록 곡선을 이루며 비틀어져 형성되는 것을 특징으로 하는 로터.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 회전부재에는 상기 돌출부재가 복수개 형성된 것을 특징으로 하는 로터.
  9. 재료들이 공급되기 위한 공급부;
    재료들에 대한 표면 결정화공정이 이루어지는 수용홈을 포함하고, 상기 공급부가 결합되는 하우징;
    상기 하우징에 결합되고, 상기 수용홈으로부터 재료들이 배출되기 위한 배출부;
    상기 하우징에 결합되고, 상기 수용홈에 위치된 재료들을 유동시키기 위한 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제6항, 제8항 중 어느 하나의 로터; 및
    상기 로터가 결합되고, 상기 로터를 회전시키는 회전유닛을 포함하는 표면 결정화장치.
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