KR101493415B1

KR101493415B1 - 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치

Info

Publication number: KR101493415B1
Application number: KR20130108221A
Authority: KR
Inventors: 박동수; 한병동; 이건환
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2015-02-16

Abstract

본 발명은 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치에 관한 것으로, 분말이 저장되고, 저장된 분말을 진공상태로 공급하는 피더; 상기 피더에 소통가능하게 연결되어 분말이 공급되고, 공급된 분말을 이송가스의 이송압력을 통해 설정된 용량으로 배출하는 정량토출기; 상기 정량토출기에 연결되어 분말을 분사하는 노즐; 상기 노즐을 진공상태로 수용하면서 분말의 분사에 의한 코팅이 이루어지는 코팅챔버; 및 상기 코팅챔버에 진공부압을 제공하면서 상기 코팅챔버의 내부에 잔존하는 분말을 회수하는 분말회수기;를 포함하며, 상기 분말회수기는, 상기 코팅챔버에 소통가능하게 연결되어 상기 코팅챔버 내부의 에어를 분말과 함께 외부로 안내하고, 외부로 안내되는 에어를 와류시키면서 에어에 포함된 분말을 낙하시켜 포집하며, 에어를 배출하는 사이클론; 및 상기 사이클론에 연결되어 진공부압을 제공하면서 상기 코팅챔버의 에어를 상기 사이클론으로 배출시키는 진공펌프;를 포함한다. 본 발명은 코팅챔버 내에 잔존하는 분말이 진공펌프에 의해 에어와 함께 배출되면서 사이클론에 의해 분리되어 포집됨에 따라 포집된 분말의 재활용이 가능하여 재료비가 절감될 수 있으며, 필터부재의 막힘이 방지되어 수명이 향상됨은 물론, 코팅챔버의 진공도가 균일하게 유지됨에 따라 코팅의 퀄리티가 균일하게 유지될 수 있다.

Description

분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치{COATING APPARATUS OF ROOM TEMPERATURE SPRAY FOR POWDER RECOVERING OR GATHERING}

본 발명은 분말의 상온분사 코팅장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분말의 코팅공정을 수행하면서 코팅챔버에 잔존하는 분말을 회수하여 포집할 수 있는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 크기가 수십 마이크로미터 이하의 미세한 분말들은 정전기적 인력으로 인하여 서로 붙어서 더 큰 크기의 응집체 덩어리를 형성한다. 이러한 응집체 덩어리는 그 내부에 다수의 1차 입자들이 약하게 결합된 상태로 이루어지는데, 이들 응집체의 크기와 형태가 불규칙적이기 때문에 분말의 유동성이 극히 악화되어 통상의 방법으로는 분말을 연속적으로 일정하게 이송시키는 것이 지극히 어렵다.

분말을 분사하여 세라믹 코팅막을 성막하는 데포지션, 플라즈마, 콜드 스프레이 등의 방법은 균일하고 효율적인 성막을 하기 위해 원료 분말을 연속적으로 공급하는 것이 바람직하다.

특히, 에어로졸 데포지션 코팅에서와 같이 미세 분말 또는 상온진공과립분사 코팅에서와 같이 과립을 사용하여야 하는 경우에 있어서 분말의 연속적인 이송 및 공급은 매우 중요하며 분말의 이송 상태에 따라 분말의 소모량뿐만 아니라 코팅의 속도, 코팅의 균일도도 달라진다.

이러한 에어로졸 데포지션 코팅공정은 통상적으로 분말을 진공상태에서 분사하기 위하여 분사노즐이 진공펌프와 연결되는 진공챔버에 수용된 상태로 분말을 분사하여 기판을 코팅한다.

그런데, 상기와 같은 통상적인 코팅방식은 분사노즐에서 분사된 후 기판에 증착되지 못하고 진공챔버의 내부에 잔존하는 잔존분말이 발생한다.

이에 따라 통상적인 코팅방식에서는 진공챔버에 잔존하는 분말이 진공펌프로 빨려들어가게 되어 유실됨은 물론, 진공펌프의 고장을 일으키는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 진공펌프의 연결관에 필터를 설치하여 잔존분말을 필터링하고 있으나, 배출되는 잔존분말의 양이 많아서 필터가 금방 막히는 문제점이 있으며, 이에 따라 필터를 자주 교환해야 하는 번거로움이 있다.

예컨대, 대한민국 등록특허공보 제10-1048097호에 제안된 미세 분말의 연속 공급장치를 살펴보면, 진공장치로 공급되는 분말에서 덩어리상태의 분말을 포집하기 위한 사이클론장치만이 구성되어 있을 뿐, 진공장치 내부의 잔존분말을 회수하거나 포집할 수 있는 구성이 결여되어 있으므로, 분말의 유실은 물론 필터의 막힘으로 인한 진공도의 하락으로 인하여 코팅의 퀄리티가 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1048097호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 진공상태의 코팅챔버에 잔존하는 분말을 회수하여 포집함으로써 필터의 수명이 증가됨은 물론, 코팅챔버의 진공도가 유지되어 코팅의 퀄리티가 균일하게 유지될 수 있는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치를 제공하기 위함이 하나의 목적이다.

특히, 코팅챔버 내부에 에어를 잔존분말과 함께 와류시킴으로써 에어에 포함된 분말을 분리시켜 포집할 수 있는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치를 제공하기 위함이 하나의 목적이다.

또한, 진공상태의 분말회수기에서 포집된 분말을 용이하게 회수시킬 수 있는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치를 제공하기 위함이 또 하나의 목적이다.

덧붙여, 분말을 공급하는 피더에 진공부압을 제공함으로써 분말이 안정적으로 공급됨은 물론, 피더에 제공된 진공부압을 해제시킴으로써 분말이 저장된 호퍼를 용이하게 개방할 수 있는 분말 연속공급장치를 제공하기 위함이 다른 하나의 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치는, 분말이 저장되고, 저장된 분말을 진공상태로 공급하는 피더; 상기 피더에 소통가능하게 연결되어 분말이 공급되고, 공급된 분말을 이송가스의 이송압력을 통해 설정된 용량으로 배출하는 정량토출기; 상기 정량토출기에 연결되어 분말을 분사하는 노즐; 상기 노즐을 진공상태로 수용하면서 분말의 분사에 의한 코팅이 이루어지는 코팅챔버; 및 상기 코팅챔버에 진공부압을 제공하면서 상기 코팅챔버의 내부에 잔존하는 분말을 회수하는 분말회수기;를 포함하며, 상기 분말회수기는, 상기 코팅챔버에 소통가능하게 연결되어 상기 코팅챔버 내부의 에어를 분말과 함께 외부로 안내하고, 외부로 안내되는 에어를 와류시키면서 에어에 포함된 분말을 낙하시켜 포집하며, 에어를 배출하는 사이클론; 및 상기 사이클론에 연결되어 진공부압을 제공하면서 상기 코팅챔버의 에어를 상기 사이클론으로 배출시키는 진공펌프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

예컨대, 상기 사이클론은, 상기 코팅챔버와 분리가능하게 결합되어 상기 진공펌프의 진공부압에 의해 상기 코팅챔버의 에어를 흡입하는 관체형의 흡기유로; 상기 흡기유로와 직교상태로 연결되며, 상광하협의 원통관으로 형성되어 분말을 에어와 함께 와류상태로 안내하면서 하부로 낙하시키는 트랩; 일단부가 상기 트랩의 내주면과 이격상태를 이루면서 상기 트랩의 길이방향을 따라 중첩상태로 설치되어 타단부가 상기 진공펌프에 연결되고, 상기 트랩에서 분말이 분리된 에어를 상기 일단부로 유입하여 상기 진공펌프로 배기시키는 관체형의 배기유로; 및 상기 트랩의 하부에 착탈가능하게 결합되어 상기 트랩에서 낙하하는 분말을 포집하는 포집하는 포집통;을 포함하는 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 배기유로는, 상기 트랩의 길이방향을 따라 중첩상태로 설치되면서 상기 트랩의 상단부를 관통하는 수직관; 및 상기 수직관에 일단부가 직교상태로 연결되고, 상기 진공펌프에 타단부가 소통가능하게 연결되는 수평관;을 포함하는 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 포집통은, 상기 트랩의 하부에 착탈가능하게 결합되어 분말의 포집공간을 제공하는 양단이 개방된 원통형의 포집통본체; 및 상기 포집통본체의 개방된 하단을 개폐가능하게 차폐하여 분말을 배출시키는 배출캡;을 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 사이클론은, 상기 배기유로의 타단부에 구비되어 상기 진공펌프로 배기되는 에어를 필터링하는 사이클론필터;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 사이클론은, 상기 트랩의 하부나 상기 포집통의 상부에 개폐가능하게 설치되어 상기 포집통으로 유입되는 분말을 단속하는 유입밸브;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이에 더하여, 상기 사이클론은, 상기 포집통의 하부에 개폐가능하게 설치되어 상기 포집통에 포집된 분말을 외부로 배출하는 배출밸브;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또, 상기 사이클론은, 상기 트랩에 결합된 상기 포집통의 분리를 위하여 상기 포집통 내부의 진공부압을 단속하는 제1 압력컨트롤러;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 제1 압력 컨트롤러는, 상기 트랩이나 상기 포집통에 관통형성되어 대기압을 소통시키는 제1 대기압포트; 및 상기 제1 대기압포트에 개폐가능하게 설치되어 상기 대기압포트를 단속하는 제1 대기압밸브;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 압력 컨트롤러는, 상기 포집통과 상기 진공펌프나 또 다른 제2 진공펌프를 소통가능하게 연결하는 진공소통관; 및 상기 진공소통관에 개폐가능하게 설치되고, 상기 제1 대기압밸브가 폐쇄됨에 따라 상기 진공소통관을 통해 상기 포집통으로 진공부압을 공급하는 진공소통밸브;를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

이와 달리, 상기 제1 압력 컨트롤러는, 상기 포집통에 관통형성되어 상기 포집통의 내부로 대기압이나 진공부압을 소통시키는 소통관; 및 상기 소통관에 소통가능하게 연결되고, 일측이 대기에 연결된 상태로 타측이 상기 진공펌프나 또 다른 제2 진공펌프와 연결되어 대기압을 차단하면서 상기 포집통의 내부로 진공부압을 공급하거나, 진공부압을 차단하면서 상기 포집통의 내부로 대기압을 공급하는 제1 3방향 밸브;를 포함하여 구성될 수도 있다.

예컨대, 상기 피더는, 분말이 저장되는 호퍼; 상기 호퍼의 상단을 개폐가능하게 밀폐시키는 커버; 상기 호퍼의 하단에 연통상태로 구비되어 상기 정량토출기에 소통가능하게 연결되는 분말 투입관; 상기 분말 투입관을 단속하는 제1 단속 밸브; 상기 호퍼의 일측에 소통가능하게 구비되어 상기 진공펌프와 연결되거나 또 다른 제2 진공펌프 또는 상기 정량토출기와 연결되어 진공부압이 공급되는 진공연결관; 상기 진공 연결관을 단속하면서 상기 호퍼의 내부에 진공부압을 형성시키는 제2 단속밸브; 및 상기 호퍼에 대기압을 제공하여 상기 호퍼 내부의 진공부압을 해제시키는 제2 압력 컨트롤러;를 포함하는 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 제2 압력컨트롤러는, 상기 제2 단속밸브와 인접상태로 상기 진공 연결관에 설치되고, 상기 제2 단속밸브를 통해 상기 진공펌프 또는 상기 제2 진공펌프와 상기 호퍼를 연통시키거나 상기 호퍼를 외부와 연통시키는 제2 3방향 밸브;를 포함하여 구성될 수 있다.

이와 달리, 상기 제2 압력컨트롤러는, 상기 커버에 관통형성되어 상기 호퍼를 외부와 소통시키는 제2 대기압포트; 및 상기 제2 대기압포트에 개폐가능하게 설치되어 상기 제2 대기업포트를 폐쇄하거나 개방시키는 제2 대기압밸브;를 포함하여 구성될 수도 있다.

또한, 상기 피더는, 상기 진공 연결관의 단부를 소통가능하게 필터링하면서 분말이 상기 제2 진공펌프로 유입되는 것을 방지하는 호퍼 필터;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이에 더하여, 상기 피더는, 상기 호퍼에 수용된 분말이 소진됨에 따라 상기 호퍼에 분말을 추가로 공급하는 추가피더;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 추가피더는, 상기 호퍼의 상부에 적층상태로 설치되어 분말이 저장되는 추가호퍼; 상기 추가호퍼의 하단에 연통상태로 구비되어 상기 커버에 소통가능하게 연결되는 추가 투입관; 및 상기 추가 투입관을 단속하는 제3 단속밸브;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피더는, 상기 호퍼의 내부 또는 외부에 설치되거나 상기 추가피더의 내부 또는 외부에 설치되어 열기를 제공하면서 분말을 건조시키는 히터;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 피더는, 상기 호퍼의 외부 또는 상기 분말 투입관의 외부 중 적어도 하나에 설치되어 미세진동을 상기 호퍼나 상기 분말 투입관에 제공하는 진동기;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 정량토출기는, 상기 피더에 착탈가능하게 연결되어 분말이 투입되는 분말 장입공간을 가지며, 상기 분말 장입공간과 분리된 상태를 이루면서 분말이 상기 이송가스에 의해 유동되는 분말 이동공간이 형성된 분말 용기; 상기 분말 용기에 형성된 상기 분말 장입공간 및 분말 이동공간의 하단부에 회전가능하게 설치되고, 상기 분말 장입공간으로 투입된 분말을 설정된 용량으로 수용하는 분말 수용홀을 가지며, 상기 분말 수용홀을 회전시키면서 상기 분말 수용홀에 수용된 분말을 상기 분말 이동공간으로 이동시키는 회전판; 상기 회전판을 회전시키는 회전수단; 상기 회전판의 하단부에 설치되며, 상기 분말 수용홀을 통해 상기 분말 이동공간에 연통하는 개구부가 형성된 고정판; 상기 분말 용기의 상부에 소통가능하게 설치되어 상기 분말 이동공간으로 상기 이송가스를 투입하거나, 상기 분말 용기의 하부에 설치되어 상기 고정판의 개구부를 통해 상기 분말 이동공간으로 상기 이송가스를 투입하는 이송가스 투입구; 및 상기 이송가스 투입구와 대향된 상태로 상기 분말 용기에 소통가능하게 구비되어 상기 노즐에 연결되고, 상기 분말 이동공간의 분말을 상기 노즐로 토출하는 분말 토출구;를 포함하는 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 분말 용기는, 상기 분말 장입공간 및 분말 이동공간이 서로 분리된 상태로 길이방향을 따라 형성되어 하단부에 상기 회전판이 결합되며, 상기 이송가스 투입구나 상기 분말 토출구 중 어느 하나가 하단부에 형성되어 상기 고정판의 개구부와 소통하는 원통형의 용기본체; 상기 용기본체의 상단부에 결합되어 상기 피더에 착탈가능하게 연결되고, 상기 분말 토출구나 상기 이송가스 투입구 중 나머지 하나가 구비되는 덮개; 및 상기 용기본체와 상기 덮개의 사이에 개재되는 진공씰;을 포함하는 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 분말 장입공간 및 상기 분말 이동공간은, 상기 분말 용기의 일부분을 관체형으로 구획하는 복수의 분할판에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분말 용기는, 상기 분할판의 하단에 구비되어 상기 회전판의 표면에 밀착되면서 상기 회전판이 회전함에 따라 상기 분말 장입공간의 분말을 상기 분말 수용홀에 장입시키는 고분자재의 스크레이퍼;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 회전수단은, 상기 회전판의 중앙에 동일체로 구비되어 상기 회전판과 함께 회전하는 회전축; 상기 회전축에 회전력을 제공하는 회전모터; 및 상기 회전모터의 속도를 제어하는 속도제어기;를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 정량토출기는, 상기 분말 토출구에 일단부가 연결되고, 상기 노즐에 타단부가 결합되는 노즐 연결부; 및 상기 노즐 연결부에 구비되어 제2 이송가스를 상기 노즐에 공급하는 제2 이송가스 주입구;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치에 의하면, 코팅챔버 내에 잔존하는 분말이 진공펌프에 의해 에어와 함께 배출되면서 사이클론에 의해 분리되어 포집됨에 따라 포집된 분말의 재활용이 가능하여 재료비가 절감될 수 있으며, 필터부재의 막힘이 방지되어 수명이 향상됨은 물론, 코팅챔버의 진공도가 균일하게 유지됨에 따라 코팅의 퀄리티가 균일하게 유지될 수 있다.

또한, 분말이 포집되는 포집통이 트랩에 착탈가능하게 결합됨에 따라 포집된 분말을 용이하게 회수할 수 있으며, 특히 포집통 내부의 진공부압이 제1 압력 컨트롤러에 의해 해제되므로 포집통이 트랩에서 용이하게 분리될 수 있다.

그리고, 피더를 구성하는 호퍼에 제2 진공펌프가 연결되어 진공부압이 제공되므로 호퍼에 저장된 분말이 정량토출기와의 기압 차에 의한 급속한 유입이나 유실됨이 없이 안정적으로 정량토출기로 투입될 수 있으며, 특히, 호퍼에 형성된 진공부압이 제2 압력 컨트롤러에 의해 해제됨에 따라 커버가 용이하게 개방될 수 있으므로 분말을 용이하게 호퍼에 재공급할 수 있다.

그리고, 정량토출기에서 배출된 분말이 노즐 연결부를 통해 노즐로 공급되면서 제2 이송가스와 함께 공급되므로 분말이 원활하게 노즐로 이송되어 분사됨으로써 균일한 코팅을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 상온분사 코팅장치를 나타내는 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 분말회수기의 구성을 나타내는 구성도.
도 3은 도 2에 도시된 사이클론을 나타내는 종단면도.
도 4는 도 3에 도시된 제1 압력 컨트롤러의 다른 실시예를 나타내는 정면도.
도 5는 본 발명의 피더의 구성을 나타내는 정면도.
도 6은 도 5에 도시된 피더의 다른 실시예를 나타내는 정면도.
도 7은 본 발명의 정량토출기를 나타내는 구성도.
도 8은 도 7에 도시된 정량토출기를 나타내는 분해사시도.
도 9는 도 7에 도시된 용기본체를 나타내는 종단면도.
도 10은 도 7에 도시된 정량토출기의 다른 실시예를 나타내는 정면도.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 분말 연속공급장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 피더(10), 정량토출기(20), 노즐(30), 코팅챔버(40) 및 분말회수기(50)를 포함하여 구성된다.

피더(10)는 분말을 저장하면서 저장된 분말을 진공상태로 정량토출기(20)에 공급하는 구성요소이며, 정량토출기(20)는 피더(10)에 저장된 분말이 투입되고, 이송가스가 공급되어 이송가스의 이송압력을 통해 분말을 설정된 용량으로 배출하는 구성요소이다.

이러한 피더(10) 및 정량토출기(20)의 구체적인 실시예에 대해서는 후술한다.

노즐(30)은 도 1에 도시된 바와 같이 분말이송관(270) 및 노즐연결부(290)를 통해 정량토출기(20)에 연결되어 정량의 분말이 공급되며, 공급된 분말을 예컨대 기판에 분사한다.

코팅챔버(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 노즐(30)을 진공상태로 수용하고, 예컨대 기판이 투입되어 분말의 증착에 의한 코팅이 수행되는 부재이다. 이러한 코팅챔버(40)는 후술되는 분말회수기(50)를 구성하는 진공펌프(VP1)에 의해 진공부압이 공급됨에 따라 진공상태로 형성된다.

분말회수기(50)는 코팅챔버(40)에 진공부압을 제공하는 동시에, 기판에 증착되지 못하고 코팅챔버(40)의 내부에 잔존하는 분말을 회수하는 구성요소로써, 예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 사이클론(510) 및 진공펌프(VP1)를 포함하여 구성될 수 있다.

사이클론(510)은 도 1에 도시된 바와 같이 코팅챔버(40)에 소통가능하게 연결되어 진공펌프(VP1)의 진공부압을 코팅챔버(40)에 공급하면서 코팅챔버(40) 내부의 에어를 잔존분말과 함께 배출시키고, 배출되는 에어를 와류시키면서 에어에 포함된 분말을 낙하시켜 포집하는 구성요소이다.

이러한 사이클론(510)은 예컨대 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 흡기유로(511), 트랩(512), 배기유로(513) 및 포집통(514)을 포함하여 구성될 수 있다.

흡기유로(511)는 관체형으로 형성되어 코팅챔버(40)에 분리가능하게 결합되며, 진공펌프(VP1)의 진공부압을 통해 코팅챔버(40)의 내부 에어를 흡입한다.

트랩(512)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 흡기유로(511)와 직교상태로 연결되어 코팅챔버(40)의 내부 에어가 공급되며, 원통관으로 형성되어 내주면을 따라 코팅챔버(40)의 에어를 와류시키면서 하부로 안내한다.

이러한 트랩(512)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상광하협의 원통관으로 형성됨에 따라 출구 쪽의 관경이 좁아지므로 기압 차가 형성되어 코팅챔버(40)의 에어가 원활하게 와류상태로 안내될 수 있으며, 이에 따라 에어에 포함된 분말이 하단으로 낙하하면서 에어에서 분리되어 후술되는 포집통(514)에 포집된다.

한편, 트랩(512)은 전술한 흡기유로(511)와 동일체로 형성될 수 있으며, 이와 달리 흡기유로(511)와 분리가능하게 구성될 수도 있다. 또, 분말의 원활한 낙하를 위하여 외주면에 미도시된 진동기가 부착될 수도 있다.

배기유로(513)는 진공펌프(VP1)의 진공부압을 트랩(512)에 연결하면서 분말이 분리된 에어를 배출하는 부재로써, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 트랩(512)의 내주면과 이격상태를 이루면서 트랩(512)의 길이방향을 따라 설치되어 후술되는 사이클론필터(520)를 통하거나 직접 진공펌프(VP1)에 연결되며, 트랩(512)에서 분말이 분리된 에어를 유입하여 사이클론필터(520) 또는 진공펌프(VP1)으로 배기시킨다.

이러한 배기유로(513)는 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이 트랩(512)의 길이방향을 따라 설치되어 트랩(512)의 상단부를 관통하는 수직관(513a) 및 수직관(513)에 직교상태로 연결되면서 사이클론필터(520)에 소통가능하게 연결되는 수평관(513b)으로 구성될 수 있다.

포집통(514)은 트랩(512)의 하부에 착탈가능하게 결합되어 트랩(512)에서 낙하하는 분말을 포집한다.

이러한 포집통(514)은 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 포집통본체(514a) 및 배출캡(514b)을 포함하여 구성될 수 있다.

포집통본체(514a)는 도시된 바와 같이 양단이 개방된 원통형태로 형성될 수 있으며, 예컨대 트랩(512)의 하단에 나사결합되거나 스냅결합되면서 분리가능하게 결합된다.

배출캡(514b)은 도 2에 도시된 바와 같이 포집통본체(514a)의 하단에 개폐가능하게 결합되면서 포집통본체(514a)에 포집된 분말을 배출시킨다. 이러한 배출캡(514b)은 예컨대 포집통본체(514a)의 하단에 나사결합되거나 스냅결합되면서 분리가능하게 결합된다.

한편, 포집통(514)은 포집통본체(514a) 및 배출캡(514b)이 동일체를 이루는 용기형태로 형성되어 트랩(512)의 하부에 분리가능하게 결합될 수도 있다.

사이클론(510)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 사이클론필터(520)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

사이클론필터(520)는 도 2에 도시된 바와 같이 사이클론(510)의 배기유로(513)에 연결되어 배출되는 에어를 여과시키면서 에어에 잔존하는 분말을 필터링한다.

이러한 사이클론필터(520)는 분말 입자의 크기나 종류에 따라 다른 형태로 구성될 수 있으며, 예컨대 분말의 입자보다 촘촘하게 형성되는 망체나 스펀지 형태로 형성될 수 있다.

진공펌프(VP1)는 전술한 바와 같이 사이클론필터(520) 및 사이클론(510)을 통해 진공부압을 제공하여 코팅챔버(40)의 내부를 진공시키면서 코팅챔버(40)의 내부 에어를 사이클론(510)으로 배출시킨다.

종합하면, 코팅챔버(40)에 잔존하는 분말은 도 2에 도시된 바와 같이 진공펌프(VP1)의 진공부압에 의해 에어와 함께 흡기유로(511)로 배출되어 트랩(512)의 내주면을 따라 와류상태로 낙하하면서 포집통(514)으로 포집되며, 분말이 분리된 에어는 배기유로(513)를 통해 배출되면서 추가로 사이클론필터(520)에 의해 다시 분말이 필터링된 후 배출될 수 있다.

한편, 사이클론(510)은 도 3에 도시된 바와 같이 유입밸브(516)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

유입밸브(516)는 도 3에 도시된 바와 같이 트랩(512)의 하단이나 포집통(514)의 상단에 개폐가능하게 설치되어 트랩(512)에서 낙하하여 포집통(514)으로 유입되는 분말을 단속한다.

이러한 유입밸브(516)는 트랩(512)의 하단을 폐쇄함으로써 사이클론(510) 내부의 진공도를 유지시키면서 포집통(514)의 분리를 가능하게 한다. 이에 따라, 사이클론(510)은 포집통(514)이 분리될 경우에도 연속적인 분말회수 작업이 가능하다.

즉, 유입밸브(516)는 포집통(514)에 유입되는 분말을 단속하는 동시에 포집통(514)에 제공되는 진공부압을 단속한다.

또한, 사이클론(510)은 도 2에 도시된 바와 같이 배출밸브(517)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

배출밸브(517)는 도 3에 도시된 바와 같이 포집통(514)의 하단에 개폐가능하게 설치되어 포집통(514)에 포집된 분말을 외부로 배출시킨다.

즉, 배출밸브(517)는 포집통(514)에 포집된 분말을 비워야 할 경우 개방되면서 분말을 외부로 배출한다. 이때, 유입밸브(516)는 트랩(512)의 하단을 폐쇄하여 트랩(512) 내부의 진공도를 유지시킴으로써 연속적인 분말회수를 가능하게 한다.

한편, 사이클론(510)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 제1 압력 컨트롤러(515)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

제1 압력 컨트롤러(515)는 트랩(512)에 결합된 포집통(514)을 분리하거나 포집통(514) 내의 분말을 회수할 경우, 포집통(514)의 원활한 분리를 위하여 포집통(514) 내부의 진공부압을 단속하는 구성요소이다.

이러한 제1 압력 컨트롤러(515)는 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 대기압포트(515a) 및 제1 대기압밸브(515b)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1 대기압포트(515a)는 도 3에 도시된 바와 같이 포집통(514)의 일측에 구멍형태로 관통형성되어 사이클론(510)을 외부와 소통시킨다.

제1 대기압밸브(515b)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 대기압포트(515a)에 개폐가능하게 설치되어 제1 대기압포트(515a)를 개폐하면서 대기압의 공급을 단속한다.

즉, 포집통(514)은 제1 대기압밸브(515b)의 개방에 의해 외부의 대기압이 제1 대기압포트(515a)로 유입되면서 내부의 진공부압이 해제됨에 따라 트랩(512)에서 용이하게 분리되어 분말을 회수하거나 포집통(514)의 분리 없이 배출캡(514b) 또는 배출밸브(517)을 개방하여 분말을 회수할 수 있다.

이때, 전술한 유입밸브(516)는 트랩(512)의 하단을 폐쇄하여 트랩(512) 내부의 진공도를 유지시킬 수 있다.

또한, 제1 압력 컨트롤러(515)는 도 3에 도시된 바와 같이 진공소통관(519a) 및 진공소통밸브(519b)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

진공소통관(519a)은 도시된 바와 같이 관체형으로 형성되어 포집통(514)과 제2 진공펌프(VP2)를 연결하거나 미도시된 진공펌프(VP1)를 소통가능하게 연결한다.

진공소통밸브(519b)는 진공소통관(519a)을 개폐하는 것으로, 제1 대기압밸브(515b)의 개방을 통해 포집통(514)이 대기압상태로 비워진 후 제1 대기압밸브(515b)가 폐쇄됨에 따라 진공소통관(519a)을 통해 포집통(514)으로 진공부압을 공급함으로써, 전술한 유입밸브(516)가 개방되기 이전에 포집통(514)의 내부에 진공을 형성한다.

여기서, 포집통(514)은 진공소통밸브(519b)에 의한 진공공급이 없이 대기압상태에서 유입밸브(516)가 개방된다면 트랩(512)에서 낙하하는 분말이 비산하는 문제가 발생하므로, 유입밸브(516)가 개방되기 이전에 진공소통관(519a) 및 진공소통밸브(519b)를 통해 진공부압이 공급되는 것이 바람직하다.

한편, 제1 압력 컨트롤러(515)는 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 소통관(515d) 및 제1 3방향밸브(515e)를 포함하여 구성될 수도 있다.

소통관(515d)은 관체형을 이루면서 포집통(514)에 관통형성되어 포집통(514)의 내부로 대기압이나 진공부압을 소통시킨다.

제1 3방향밸브(515e)는 도 4에 도시된 바와 같이 소통관(515d)에 결합되어 일측이 대기에 연결되고, 타측이 연결관(515c)을 통해 진공펌프(VP1)나 후술되는 또 다른 진공펌프(VP2)에 연결된다.

이러한 제1 3방향밸브(515e)는 포집통(514)을 분리할 경우 포집통(514)으로 대기압을 공급하여 포집통(514) 내부의 진공부압을 해제시키며, 다시 포집통(514)을 결합할 경우 진공펌프(VP1)나 제2 진공펌프(VP2)의 진공부압을 공급하여 포집통(514) 내부를 진공상태로 형성한다.

이때, 전술한 유입밸브(516)는 트랩(512)의 하단을 폐쇄하여 트랩(512) 내부의 진공도를 유지시킴으로써 분말의 회수작업이 지속되게 한다.

여기서, 연결관(515c)에는 진공펌프(VP1)나 제2 진공펌프(VP2)의 진공부압을 단속하기 위한 미도시된 단속밸브가 추가될 수 있다.

피더(10)는 노즐(30)에서 분사되는 분말을 저장하면서 저장된 분말을 진공상태로 후술되는 정량토출기(20)에 공급하는 구성요소로써, 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이 호퍼(110), 커버(120), 분말투입관(130), 제1 단속밸브(140), 진공 연결관(150), 제2 단속밸브(160) 및 제2 압력 컨트롤러(170)를 포함하여 구성될 수 있다.

호퍼(110)는 분말이 저장되는 부재로, 도 5에 도시된 바와 같이 상광하협의 깔대기 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

커버(120)는 도 5에 도시된 바와 같이 호퍼(110)의 상단에 결합되어 호퍼(110)의 상부를 개폐가능하게 차폐한다.

분말 투입관(130)은 도 5에 도시된 바와 같이 호퍼(110)의 하단에 동일체를 이루면서 연통상태로 형성되며, 도 1에 도시된 바와 같이 후술되는 정량토출기(20)에 연결되어 호퍼(110)에 저장된 분말을 정량토출기(20)로 공급한다.

제1 단속밸브(140)는 도 5에 도시된 바와 같이 분말 투입관(130)에 설치되어 분말 투입관(130)을 단속하면서 분말의 공급을 제어한다.

진공 연결관(150)은 도 5에 도시된 바와 같이 호퍼(110)의 일측에 연통상태로 연장되고, 전술한 진공펌프(VP1)에 연결되거나 또 다른 제2 진공펌프(VP2)와 연결됨에 따라 호퍼(110)의 내부에 진공부압을 제공한다. 이와 달리, 진공 연결관(150)은 후술되는 정량토출기(20)에 연결되어 정량토출기(20)의 진공부압을 호퍼(110)로 공급할 수도 있다.

제2 단속밸브(160)는 진공 연결관(150)에 설치되어 진공 연결관(150)을 개폐하면서 제2 진공펌프(VP2)의 진공부압을 단속한다.

여기서, 제2 진공펌프(VP2)는 전술한 분말회수기(50)를 구성하는 진공펌프(VP1)와 단일부재로 구성될 수도 있다.

제2 압력 컨트롤러(170)는 호퍼(110)를 차폐하는 커버(120)가 용이하게 개방되도록 호퍼(110)에 대기압을 제공하여 호퍼(110)의 내부에 형성된 진공부압을 해제시키는 구성요소이다.

이러한 제2 압력 컨트롤러(170)는 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이 진공 연결관(150)에 설치되는 제2 3방향 밸브(171)를 포함하여 구성될 수 있다.

제2 3방향 밸브(171)는 도시된 바와 같이 제2 단속밸브(160)와 인접상태를 이루면서 진공 연결관(150)에 설치되어 호퍼(110)를 외부와 연통시키면서 호퍼(110)의 내부에 대기압을 제공하거나, 제2 단속밸브(160)를 통해 호퍼(110)와 제2 진공펌프(VP2)를 연통시키면서 호퍼(110)의 내부에 진공부압을 제공한다.

종합하면, 피더(10)는 제2 단속밸브(160)의 개방을 통해 제2 진공펌프(VP2)의 진공부압을 호퍼(110)에 제공함으로써 호퍼(110)의 압력을 후술되는 정량토출기(20)와 동일한 진공상태로 형성한다. 그리고, 호퍼(110)에 저장된 분말은 제2 단속밸브(160)의 폐쇄와 함께 제1 단속밸브(140)이 개방되면, 정량토출기(20)와의 압력차로 인하여 분말 투입관(130)으로 급속하게 배출되거나 진공 연결관(150)으로 유실됨이 없이 자중에 의해 안정적으로 배출되면서 정량토출기(20)로 투입된다.

그리고, 제2 압력 컨트롤러(170)를 구성하는 3방향밸브(171)는 호퍼(110)에 저장된 분말이 소진된 경우, 호퍼(110)를 외부와 연통시켜서 호퍼(110)의 내부에 대기압을 공급한다.

따라서, 커버(120)는 호퍼(110)의 진공부압이 해제됨에 따라 호퍼(110)에서 용이하게 개방되고, 호퍼(110)에 분말이 재공급된 후 다시 폐쇄된다.

한편, 제2 압력 컨트롤러(170)는 전술한 바와 달리, 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이 제2 대기압포트(172) 및 제2 대기압밸브(173)를 포함하여 구성될 수도 있다.

제2 대기압포트(172)는 도 6에 도시된 바와 같이 커버(120)의 일측에 구멍형태로 관통형성되어 호퍼(110)를 외부와 소통시킨다.

제2 대기압밸브(173)는 도 6에 도시된 바와 같이 제2 대기압포트(172)에 개폐가능하게 설치되어 제2 대기압포트(172)를 개폐하면서 대기압의 공급을 단속한다.

즉, 커버(120)는 제2 대기압밸브(173)의 개방에 의해 외부의 대기압이 제2 대기압포트(172)로 유입되면서 호퍼(110) 내부의 진공부압이 해제됨에 따라 용이하게 개방된다.

한편, 피더(10)는 도 5에 도시된 바와 같이 호퍼 필터(180)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

호퍼 필터(180)는 도 5에 확대 도시된 바와 같이 진공 연결관(150)의 단부에 설치되어 진공 연결관(150)의 단부를 소통가능하게 필터링함으로써 제2 진공펌프(VP2)의 작동 시 호퍼(110)에 저장된 분말이 진공 연결관(150)으로 유입되는 것을 방지한다.

이러한 호퍼 필터(180)는 분말 입자의 크기나 종류에 따라 다른 형태로 구성될 수 있으며, 예컨대 분말의 입자보다 촘촘하게 형성되는 망체나 스펀지 형태로 형성될 수 있다.

또한, 호퍼 필터(180)는 도 5에 확대 도시된 바와 같이 호퍼(110)에 마련되는 필터홀더(181)에 끼워지면서 착탈가능하게 결합될 수도 있다.

이에 따라, 피더(10)는 호퍼(110)의 내부에 제2 진공펌프(VP2)의 진공부압이 제공될 경우에도 분말이 진공 연결관(150)으로 유입됨이 없이 호퍼 필터(180)에 의해 필터링되므로 분말의 유실이 방지될 수 있다.

한편, 본 발명의 피더(10)는 도 6에 도시된 바와 같이 추가피더(190)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

추가피더(190)는 호퍼(110)의 내부에 저장된 분말이 정량토출기(20)로 모두 투입되어 소진됨에 따라 호퍼(110)에 분말을 추가로 공급하는 구성요소로써, 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이 추가호퍼(191), 추가 투입관(192) 및 제3 단속밸브(193)를 포함하여 구성될 수 있다.

추가호퍼(191)는 도시된 바와 같이 용기형태로 형성되어 분말이 저장되며, 호퍼(110)의 상부에 적층상태로 설치된다.

이러한 추가호퍼(191)는 호퍼(110)보다 큰 저장용량으로 형성되는 것이 바람직하다.

추가 투입관(192)은 추가호퍼(191)의 하단에 동일체로 연장형성되어 커버(120)에 소통가능하게 연결되면서 추가호퍼(191)와 호퍼(110)를 연통시킨다.

제3 단속밸브(193)는 추가 투입관(192)에 개폐가능하게 설치되어 분말의 공급을 단속한다.

즉, 추가피더(190)는 호퍼(110)의 분말이 소진된 경우 제3 단속밸브(193)가 개방됨에 따라 추가호퍼(191)의 분말을 호퍼(110)에 공급한다. 이때, 전술한 압력조절기(170)는 개방되어 호퍼(110)의 내부에 대기압을 공급함으로써, 분말의 원활한 공급을 도모한다.

한편, 본 발명의 피더(10)는 도 6 도시된 바와 같이 히터(HT)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

히터(HT)는 도 6 도시된 바와 같이 추가호퍼(191)의 내부 또는 외부에 설치되거나 도시된 바와 달리 호퍼(110)의 내부 또는 외부에 설치되어 열기를 제공함으로써 분말을 건조시키는 구성요소이다.

일반적으로 과립을 포함한 분말은 습기에 민감하며, 특히 상온진공분사나 에어로졸 데포지션에서는 습기에 의해 뭉침현상이 발생할 우려가 있는바 건조된 상태로 공급되는 것이 바람직하다.

여기서, 히터(HT)는 예컨대 전원에 의해 작동하면서 열기를 제공하도록 구성될 수 있으며, 이와 달리 가열된 유체를 순환시키면서 열기를 제공하도록 구성될 수도 있다.

이러한 히터(HT)는 약 50~330℃의 온도로 분말을 가열할 수 있으며, 바람직하게는 80~140℃의 온도로 분말을 가열할 수 있다.

또한, 본 발명의 피더(10)는 도 5 도시된 바와 같이 진동기(115)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

진동기(115)는 도 5 도시된 바와 같이 호퍼(110)의 외부나 분말 투입관(130)의 외부 중 적어도 한 곳에 설치되어 미세진동을 제공함으로써 분말의 유동을 촉진시키는 구성요소이다.

이러한 진동기(115)는 예컨대 공압식이나 자기식 또는 기계식으로 작동하면서 미세진동을 제공한다.

한편, 진동기(115)는 도 6 도시된 바와 같이 전술한 추가호퍼(191)의 외부에도 설치될 수도 있다.

전술한 정량토출기(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 피더(10)를 구성하는 분말 투입관(130)에 연결되어 분말을 공급받으며, 공급된 분말을 설정된 용량으로 토출하여 예컨대 기판에 코팅막을 형성한다.

이러한 정량토출기(20)는 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이 분말용기(210), 회전판(220), 회전수단(230), 고정판(240), 이송가스 투입구(250) 및 분말 토출구(260)를 포함하여 구성될 수 있다.

분말용기(210)는 전술한 분말 투입관(130)에 연결되는 투입구(210c)를 통해 피더(10)의 분말이 투입되는 분말 장입공간(210a)이 구비되고, 분말 장입공간(210a)과 분리된 상태를 이루면서 분말이 이송가스에 의해 유동하면서 외부로 배출되는 분말 이동공간(210b)이 형성된다.

이러한 분말용기(210)는 도 7에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되면서 내부에 분말 장입공간(210a) 및 분말 이동공간(210b)을 가지면서 후술되는 이송가스 투입구(250)나 분말 토출구(260) 중 어느 하나가 하단부에 구비되는 용기본체(211)와, 용기본체(211)의 상단부에 결합되면서 분말 토출구(260)나 이송가스 투입구(250) 중 나머지 하나가 형성된 덮개(212)로 구성되며, 용기본체(211)와 덮개(212)의 사이에 개재되어 실링하는 진공씰(213)을 포함하여 구성될 수 있다.

진공씰(213)은 예컨대 O링으로 구성될 수 있으며, 분말용기(210)와 고정판(240)의 사이에도 개재되어 외부공기의 유입을 방지한다.

여기서, 분말 장입공간(210a) 및 상기 분말 이동공간(210b)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 분말용기(210)를 관체형으로 구획하는 복수의 분할판(215)에 의해 형성될 수 있다.

이러한 분할판은 용기본체(211)의 내벽에 고정되거나 덮개(212)의 하단에 고정될 수 있으며, 후술되는 회전축(231)과는 분리된 상태로 고정된다.

한편, 분말용기(210)는 예컨대 도 10에 도시된 바와 같이 하부가 깔대기 형태로 형성될 수도 있다.

회전판(220)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 분말용기(210)의 하단에 회전가능하게 설치되어 후술되는 회전수단(230)에 의해 회전하며, 복수의 분말 수용홀(221)이 관통형성됨에 따라 분말 장입공간(210a)에 투입된 분말을 수용한 상태로 회전하면서 분말 이동공간(210b)으로 분말을 이동시킨다.

회전수단(230)은 회전판(220)에 동일체로 고정되어 분말용기(210)의 외측으로 연장되는 회전축(231)과, 회전축(231)에 회전력을 제공하는 회전모터(232) 및 회전모터(232)의 속도를 제어하는 속도제어기(233)를 포함하여 구성될 수 있다.

회전축(231)은 도 7에 도시된 바와 같이 회전축(231)의 말단에 설치된 풀리 나 스프로킷에 벨트 또는 체인과 같은 동력전달부재(230a)를 통해 회전모터(232)에 연결되거나, 회전모터(232)에 직접 연결될 수 있고, 회전모터(232)는 정속모터를 사용함으로써, 회전축(231)에 따라 회전하는 회전판(220)이 정속 회전가능하게 한다.

속도제어기(233)는 회전모터(232)의 회전속도를 고속으로 제어하여 분말 토출을 빠르게 진행할 수도 있고, 회전모터(232)의 회전속도를 저속으로 제어함으로써 분말 토출 속도를 늦출 수도 있다.

시간당 토출되는 분말의 양은 회전모터(232)의 회전속도와 회전판(220)의 분말 수용홀(221)의 부피나 수량에 의해 결정된다.

한편, 분말용기(210)는 회전축(231)의 연결부위에 미도시된 베어링이 구비되어 회전축(231)을 회전가능하게 센터링시킬 수 있으며, 적어도 하나의 진공씰이 구비되어 외부 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.

고정판(240)은 도 7에 도시된 바와 같이 회전판(220)의 하단에 설치되며, 회전판(220)의 분말 수용홀(221)을 통해 분말용기(210)의 분말 이동공간(210b)에 연통하는 개구부(241)가 형성된다.

여기서, 고정판(240)에 형성된 개구부(241)는 분말 수용홀(221)들과 연통하는 장공형태 또는 부채꼴의 형태로 형성될 수 있으며, 이와 달리 복수의 구멍형태로 형성될 수도 있다.

이송가스 투입구(250)는 분말용기(210)의 분말 이동공간(210b)으로 이송가스를 공급하기 위한 것으로, 예컨대 도 7에 도시된 바와 같이 분말용기(210)의 하부에 형성되어 고정판(240)의 개구부(241)를 통해 이송가스를 분말 이동공간(210b)으로 투입시킬 수 있다.

이와 달리, 이송가스 투입구(250)는 예컨대 도 10에 도시된 바와 같이 분말용기(210)의 상부, 즉 덮개(212)에 소통가능하게 형성되어 이송가스를 분말 이동공간(210b)으로 투입시킬 수도 있다.

이러한 이송가스 투입구(250)는 이송가스가 흐름의 저항을 받지 않도록 개구부(241)와 수직선상에 위치하는 것이 유리하나, 반드시 이와 같이 제한되는 것은 아니며, 개구부(241)와 서로 수직선상에 위치하지 않은 경우라고 하더라도 이 발명의 권리범위에 포함되는 것이다.

분말 토출구(260)는 분말 이동공간(210b)의 분말을 이송가스와 함께 분말용기(210)의 외부로 토출하는 것으로, 예컨대 도 7에 도시된 바와 같이 분말용기(210)의 상부 즉, 덮개(210)에 형성될 수 있으며, 이와 달리 도 10에 도시된 바와 같이 분말용기(210)의 하부에 소통가능하게 형성되어 분말을 이송가스와 함께 분말용기(210)의 외부로 토출할 수 있다.

즉, 이송가스 투입구(250)와 분말 토출구(260)는 도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이 서로 대향된 상태를 이루면서 분말용기(210)에 형성될 수 있다.

종합하면, 피더(10)의 분말은 도 8에 도시된 바와 같이 분말용기(210)의 투입구(210c)를 통해 분말 장입공간(210a)으로 투입되어 회전판(220)의 분말 수용홀(221)에 수용되며, 회전판(220)이 회전함에 따라 회전판(220)의 원주방향으로 이동하여 분말 이동공간(210b)으로 이동한다.

즉, 분말 장입공간(210a)의 분말은 분말 수용홀(221)에 수용된 상태로 분말 이동공간(210b)으로 공급된다.

그리고, 분말 이동공간(210b)으로 이동한 분말은 이송가스 투입구(250)에 공급되는 이송가스가 고정판(240)의 개구부(241)를 통해 분말 수용홀(221)에 공급됨에 따라 분말 이동공간(210b)을 통해 분말 토출구(260)로 토출되면서 미도시된 분사노즐로 공급된다.

한편, 전술한 분말용기(210)는 도 9에 도시된 바와 같이 전술한 분할판(215)의 하단에 마련되어 회전판(220)에 밀착되는 스크레이퍼(216)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

스크레이퍼(216)는 회전판(220)이 회전함에 따라 회전판(220)에 밀착된 상태로 회전판(220)의 회전을 허용하면서 분말 장입공간(210a)의 분말을 분말 수용홀(221)에 장입시키는 부재이다. 이러한 스크레이퍼(216)는 고분자재로 형성되어 회전판(220)의 표면을 쓸어내는 형태로 밀착되는 것이 바람직하다.

다른 한편, 분할판(215)은 전술한 바와 달리 스크레이퍼(216)가 생략된 상태로 쐐기형으로 형성되어 분말을 분말 수용홀(221)에 장입시킬 수도 있다.

또한, 회전판(220)과 고정판(240) 중 어느 하나는 고분자 소재로 제조하여 회전판(220)의 회전에 의해 고정판(240)과의 접촉 마찰로 인해 마찰력을 감소시켜 마모가 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.

또, 복수개의 분말 수용홀(221)에 채워진 분말은 회전판(220)의 회전에 따라 분말 수용홀(221)이 고정판(240)의 개구부(241)와 연통하는 순간 이송가스 투입구(250)로 공급되는 이송가스에 의해 분말 이동공간(210b)의 하부로부터 상부로 이송되거나, 상부로부터 하부로 이송되어 분말 토출구(260)를 통해 배출될 수 있다.

상기와 같이, 분말은 분말 토출구(260)를 통해 분말 이동공간(210b)으로부터 분말용기(210)의 상부로 배출되어 노즐(30)에 연결되기 때문에 모멘텀 상실을 최소화하면서 노즐(30)을 통해 분사되어 코팅챔버(40) 내에서 고밀도의 균일한 코팅막을 형성할 수 있다.

한편, 전술한 회전판(220)의 분말 수용홀(221)은 원형의 구멍형태나 헬리컬형, 삼각형, 사각형 등 다양한 모양을 가질 수 있으며, 회전판(220)에 위치한 분말 수용홀(221)의 분포는 분말 장입공간(210a) 및 분말 이동공간(210b)의 수평 단면의 위치에 대응해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 분말 장입공간(210a) 및 분말 이동공간(210b)의 수평 단면이 회전판(220)의 반지름 방향 기준으로 회전축(231)에 근접한 지점에서 시작하여 회전판(220)의 외주에 이르도록 형성된 경우에는 이에 대응하여 복수개의 분말 수용홀(221) 각각은 회전축(231)에 근접한 지점으로부터 회전판(220)의 외주에 이르도록 형성되어 회전판(220)의 전체에 걸쳐 분포되는 반면, 분말 장입공간(210a) 및 분말 이동공간(210b)의 수평 단면이 회전판(220)의 반지름 방향 기준으로 회전축(231)에서 다소 멀리 떨어진 지점에서 시작하여 회전판(220)의 외주에 미처 도달하기 전까지 형성된 경우에는 이에 대응하여 복수개의 분말 수용홀(221) 고리 모양의 띠 모양의 분포를 가지면서 형성된다.

또한, 회전판(220)의 두께는 1 mm 이상으로 하여야 복수개의 분말 수용홀(221)에 분말이 효과적으로 장입되고, 이를 통해 정량적으로 연속 토출이 가능해진다.

그리고, 분말 수용홀(221) 사이의 간격은 10 mm 이하로 하는 것이 바람직하며, 이는 분말 수용홀(221)에 장입되지 않고, 분말 수용홀(221) 사이의 영역에 위치하게 되는 분말의 양을 최소화함으로써 분말의 손실을 최소화하기 위함이다.

또한, 회전판(220)은 분말 수용홀(221)이 형성된 영역에 미도시된 오목부가 형성되어 분말 수용홀(221)이 형성된 영역이 다른 영역보다 상대적으로 얇은 두께를 가지도록 이루어질 수 있으며, 이에 따라 분말이 분말 수용홀(221)을 벗어나 회전판의 내부나 외측으로 흘러가 분말이 유실되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 정량토출기(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 노즐 연결부(280) 및 제2 이송가스 주입부(290)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

노즐 연결부(280)는 분말 이송관(270)을 통해 분말 토출구(260)에 연결된 상태로 노즐(30)에 연결되어 분말을 노즐(30)로 공급한다.

제2 이송가스 주입구(290)는 도 1에 도시된 바와 같이 분말의 진행방향과 일치될 수 있도록 사선으로 노즐 연결부(280)에 결합되어 분말이 노즐(30)까지 원활히 공급될 수 있도록 도와준다. 즉, 제2 이송가스는 분말이 이송되는 도중 노즐(30)까지 원활하게 도달되어 균일한 코팅을 달성할 수 있도록 연속 정량의 분말을 이송할 수 있도록 한다.

노즐 연결부(280)에 구비되는 제2 이송가스 주입구(290)는 분말 이송 균일도를 위하여 복수개로 하는 것이 바람직하나 반드시 복수일 필요는 없다.

이상과 같이 본 발명에 따른 분말의 상온분사 코팅장치는, 코팅챔버(40) 내에 잔존하는 분말이 진공펌프(VP1)에 의해 에어와 함께 배출되면서 사이클론(510)에 의해 분리되어 포집됨에 따라 포집된 분말의 재활용이 가능하여 재료비가 절감될 수 있으며, 사이클론필터(520)의 막힘이 방지되어 수명이 향상됨은 물론, 코팅챔버(40)의 진공도가 균일하게 유지됨에 따라 코팅의 퀄리티가 균일하게 유지될 수 있다.

또한, 분말이 포집되는 포집통(514)이 트랩(512)에 착탈가능하게 결합됨에 따라 포집된 분말을 용이하게 회수할 수 있으며, 특히 포집통(514) 내부의 진공부압이 제1 압력 컨트롤러(515)에 의해 해제되므로 포집통(514)이 트랩(512)에서 용이하게 분리될 수 있다.

또한, 피더(10)를 구성하는 호퍼(110)에 제2 진공펌프(VP2)가 연결되어 진공부압이 제공되므로 호퍼(110)에 저장된 분말이 정량토출기(20)와의 기압 차에 의한 급속한 유입이나 유실됨이 없이 안정적으로 정량토출기(20)로 투입될 수 있으며, 특히, 호퍼(110)에 형성된 진공부압이 제2 압력 컨트롤러(170)에 의해 해제됨에 따라 커버(120)가 용이하게 개방될 수 있으므로 분말을 용이하게 호퍼(110)에 재공급할 수 있다.

또한, 진공 연결관(150)의 단부에 호퍼 필터(180)가 구비되므로 제2 진공펌프(VP2)가 작동할 경우에도 분말이 제2 진공펌프(VP2)로 유실되지 않는다.

이에 더하여, 호퍼(110)의 상부에 추가피더(190)가 적층상태로 설치되므로 호퍼(110)의 분말이 소진될 경우, 커버(120)를 개방하는 번거로움이 없이도 추가호퍼(191)에 저장된 분말을 즉시 호퍼(110)에 재공급할 수 있다.

그리고, 정량토출기(20)에서 배출된 분말이 분말 이송관(270) 및 노즐 연결부(280)를 통해 노즐로 공급되면서 제 이송가스 주입구(290)에 주입되는 제2 이송가스와 함께 공급되므로 분말이 원활하게 노즐로 이송되어 분사됨으로써 균일한 코팅을 도모할 수 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

10 : 피더 20 : 정량토출기
30 : 노즐 40 : 코팅챔버
50 : 분말회수기
110 : 호퍼 115 : 진동기
120 : 커버
130 : 분말 투입관 140 : 제1 단속밸브
150 : 진공 연결관 160 : 제2 단속밸브
170 : 제2 압력 컨트롤러 171 : 제2 3방향밸브
172 : 제2 대기압포트 173 : 제2 대기압밸브
180 : 호퍼 필터 190 : 추가피더
191 : 추가호퍼 192 : 추가 투입관
193 : 제3 단속밸브 210 : 분말용기
210a : 분말 장입공간 210b : 분말 이동공간
210c : 투입구 211 : 용기본체
212 : 덮개 213 : 진공씰
215 : 분할판 216 : 스크레이퍼
220 : 회전판 221 : 분말 수용홀
230 : 회전수단 230a : 동력전달부재
231 : 회전축 232 : 회전모터
233 : 속도제어기 240 : 고정판
241 : 개구부 250 : 이송가스 주입구
260 : 분말토출구 270 : 분말 이송관
280 : 노즐 연결부 290 : 제2 이송가스 주입구
510 : 사이클론 511 : 흡기유로
512 : 트랩 513 : 배기유로
513a : 수직관 513b : 수평관
514 : 포집통 514a : 포집통본체
514b : 배출캡 515 : 제1 압력 컨트롤러
515a : 제1 대기압포트 515b : 제1 대기압밸브
515c : 연결관 515d : 소통관
515e : 제1 3방향밸브 516 : 유입밸브
517 : 배출밸브 519a : 진공소통관
519b : 진공소통밸브

Claims

분말이 저장되고, 저장된 분말을 진공상태로 공급하는 피더;
상기 피더에 소통가능하게 연결되어 분말이 공급되고, 공급된 분말을 이송가스의 이송압력을 통해 설정된 용량으로 배출하는 정량토출기;
상기 정량토출기에 연결되어 분말을 분사하는 노즐;
상기 노즐을 진공상태로 수용하면서 분말의 분사에 의한 코팅이 이루어지는 코팅챔버; 및
상기 코팅챔버에 진공부압을 제공하면서 상기 코팅챔버의 내부에 잔존하는 분말을 회수하는 분말회수기;를 포함하고,
상기 분말회수기는,
상기 코팅챔버에 소통가능하게 연결되어 상기 코팅챔버 내부의 에어를 분말과 함께 외부로 안내하고, 외부로 안내되는 에어를 와류시키면서 에어에 포함된 분말을 낙하시켜 포집하며, 에어를 배출하는 사이클론; 및
상기 사이클론에 연결되어 진공부압을 제공하면서 상기 코팅챔버의 에어를 상기 사이클론으로 배출시키는 진공펌프;를 포함하며,
상기 사이클론은,
상기 코팅챔버와 분리가능하게 결합되어 상기 진공펌프의 진공부압에 의해 상기 코팅챔버의 에어를 흡입하는 관체형의 흡기유로;
상기 흡기유로와 직교상태로 연결되며, 상광하협의 원통관으로 형성되어 분말을 에어와 함께 와류상태로 안내하면서 하부로 낙하시키는 트랩;
일단부가 상기 트랩의 내주면과 이격상태를 이루면서 상기 트랩의 길이방향을 따라 중첩상태로 설치되어 타단부가 상기 진공펌프에 연결되고, 상기 트랩에서 분말이 분리된 에어를 상기 일단부로 유입하여 상기 진공펌프로 배기시키는 관체형의 배기유로;
상기 트랩의 하부에 착탈가능하게 결합되어 상기 트랩에서 낙하하는 분말을 포집하는 포집통; 및
상기 트랩의 하부나 상기 포집통의 상부에 개폐가능하게 설치되어 상기 포집통으로 유입되는 분말을 단속하는 유입밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 배기유로는,
상기 트랩의 길이방향을 따라 중첩상태로 설치되면서 상기 트랩의 상단부를 관통하는 수직관; 및
상기 수직관에 일단부가 직교상태로 연결되고, 상기 진공펌프에 타단부가 소통가능하게 연결되는 수평관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 포집통은,
상기 트랩의 하부에 착탈가능하게 결합되어 분말의 포집공간을 제공하는 양단이 개방된 원통형의 포집통본체; 및
상기 포집통본체의 개방된 하단을 개폐가능하게 차폐하여 분말을 배출시키는 배출캡;을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 사이클론은,
상기 배기유로의 타단부에 구비되어 상기 진공펌프로 배기되는 에어를 필터링하는 사이클론필터;를 더 포함하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 사이클론은,
상기 포집통의 하부에 개폐가능하게 설치되어 상기 포집통에 포집된 분말을 외부로 배출하는 배출밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 사이클론은,
상기 트랩에 결합된 상기 포집통의 분리를 위하여 상기 포집통 내부의 진공부압을 단속하는 제1 압력컨트롤러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 압력 컨트롤러는,
상기 포집통에 관통형성되어 대기압을 소통시키는 제1 대기압포트; 및
상기 제1 대기압포트에 개폐가능하게 설치되어 상기 대기압포트를 단속하는 제1 대기압밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 압력 컨트롤러는,
상기 포집통과 상기 진공펌프나 또 다른 제2 진공펌프를 소통가능하게 연결하는 진공소통관; 및
상기 진공소통관에 개폐가능하게 설치되고, 상기 제1 대기압밸브가 폐쇄됨에 따라 상기 진공소통관을 통해 상기 포집통으로 진공부압을 공급하는 진공소통밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 압력 컨트롤러는,
상기 포집통에 관통형성되어 상기 포집통의 내부로 대기압이나 진공부압을 소통시키는 소통관; 및
상기 소통관에 소통가능하게 연결되고, 일측이 대기에 연결된 상태로 타측이 상기 진공펌프나 또 다른 제2 진공펌프와 연결되어 대기압을 차단하면서 상기 포집통의 내부로 진공부압을 공급하거나, 진공부압을 차단하면서 상기 포집통의 내부로 대기압을 공급하는 제1 3방향 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 피더는,
분말이 저장되는 호퍼;
상기 호퍼의 상단을 개폐가능하게 밀폐시키는 커버;
상기 호퍼의 하단에 연통상태로 구비되어 상기 정량토출기에 소통가능하게 연결되는 분말 투입관;
상기 분말 투입관을 단속하는 제1 단속 밸브;
상기 호퍼의 일측에 소통가능하게 구비되어 상기 진공펌프와 연결되거나 또 다른 제2 진공펌프 또는 상기 정량토출기와 연결되어 진공부압이 공급되는 진공연결관;
상기 진공 연결관을 단속하면서 상기 호퍼의 내부에 진공부압을 형성시키는 제2 단속밸브; 및
상기 호퍼에 대기압을 제공하여 상기 호퍼 내부의 진공부압을 해제시키는 제2 압력 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 12에 있어서,
상기 제2 압력컨트롤러는,
상기 제2 단속밸브와 인접상태로 상기 진공 연결관에 설치되고, 상기 제2 단속밸브를 통해 상기 진공펌프 또는 상기 제2 진공펌프와 상기 호퍼를 연통시키거나 상기 호퍼를 외부와 연통시키는 제2 3방향 밸브;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 12에 있어서,
상기 제2 압력컨트롤러는,
상기 커버에 관통형성되어 상기 호퍼를 외부와 소통시키는 제2 대기압포트; 및
상기 제2 대기압포트에 개폐가능하게 설치되어 상기 제2 대기업포트를 폐쇄하거나 개방시키는 제2 대기압밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 12에 있어서,
상기 피더는,
상기 진공 연결관의 단부를 소통가능하게 필터링하면서 분말이 상기 제2 진공펌프로 유입되는 것을 방지하는 호퍼 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 12에 있어서,
상기 피더는,
상기 호퍼에 수용된 분말이 소진됨에 따라 상기 호퍼에 분말을 추가로 공급하는 추가피더;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 16에 있어서,
상기 추가피더는,
상기 호퍼의 상부에 적층상태로 설치되어 분말이 저장되는 추가호퍼;
상기 추가호퍼의 하단에 연통상태로 구비되어 상기 커버에 소통가능하게 연결되는 추가 투입관; 및
상기 추가 투입관을 단속하는 제3 단속밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 16에 있어서,
상기 피더는,
상기 호퍼의 내부 또는 외부에 설치되거나 상기 추가피더의 내부 또는 외부에 설치되어 열기를 제공하면서 분말을 건조시키는 히터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 12에 있어서,
상기 피더는,
상기 호퍼의 외부 또는 상기 분말 투입관의 외부 중 적어도 하나에 설치되어 미세진동을 상기 호퍼나 상기 분말 투입관에 제공하는 진동기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 정량토출기는,
상기 피더에 착탈가능하게 연결되어 분말이 투입되는 분말 장입공간을 가지며, 상기 분말 장입공간과 분리된 상태를 이루면서 분말이 상기 이송가스에 의해 이동하는 분말 이동공간이 형성된 분말 용기;
상기 분말 용기에 형성된 상기 분말 장입공간 및 분말 이동공간의 하단부에 회전가능하게 설치되고, 상기 분말 장입공간으로 투입된 분말을 설정된 용량으로 수용하는 분말 수용홀을 가지며, 상기 분말 수용홀을 회전시키면서 상기 분말 수용홀에 수용된 분말을 상기 분말 이동공간으로 이동시키는 회전판;
상기 회전판을 회전시키는 회전수단;
상기 회전판의 하단부에 설치되며, 상기 분말 수용홀을 통해 상기 분말 이동공간에 연통하는 개구부가 형성된 고정판;
상기 분말 용기의 상부에 소통가능하게 설치되어 상기 분말 이동공간으로 상기 이송가스를 투입하거나, 상기 분말 용기의 하부에 설치되어 상기 고정판의 개구부를 통해 상기 분말 이동공간으로 상기 이송가스를 투입하는 이송가스 투입구; 및
상기 이송가스 투입구와 대향된 상태로 상기 분말 용기에 소통가능하게 구비되어 상기 노즐에 연결되고, 상기 분말 이동공간의 분말을 상기 노즐로 토출하는 분말 토출구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 20에 있어서,
상기 분말 용기는,
상기 분말 장입공간 및 분말 이동공간이 서로 분리된 상태로 길이방향을 따라 형성되어 하단부에 상기 회전판이 결합되며, 상기 이송가스 투입구나 상기 분말 토출구 중 어느 하나가 하단부에 형성되어 상기 고정판의 개구부와 소통하는 원통형의 용기본체;
상기 용기본체의 상단부에 결합되어 상기 피더에 착탈가능하게 연결되고, 상기 분말 토출구나 상기 이송가스 투입구 중 나머지 하나가 구비되는 덮개; 및
상기 용기본체와 상기 덮개의 사이에 개재되는 진공씰;을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 20항에 있어서,
상기 분말 장입공간 및 상기 분말 이동공간은, 상기 분말 용기의 일부분을 관체형으로 구획하는 복수의 분할판에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 22에 있어서,
상기 분말 용기는,
상기 분할판의 하단에 구비되어 상기 회전판의 표면에 밀착되면서 상기 회전판이 회전함에 따라 상기 분말 장입공간의 분말을 상기 분말 수용홀에 장입시키는 고분자재의 스크레이퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 20에 있어서,
상기 회전수단은,
상기 회전판의 중앙에 동일체로 구비되어 상기 회전판과 함께 회전하는 회전축;
상기 회전축에 회전력을 제공하는 회전모터; 및
상기 회전모터의 속도를 제어하는 속도제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.
청구항 20에 있어서,
상기 정량토출기는,
상기 분말 토출구에 일단부가 연결되고, 상기 노즐에 타단부가 결합되는 노즐 연결부; 및
상기 노즐 연결부에 구비되어 제2 이송가스를 상기 노즐에 공급하는 제2 이송가스 주입구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분말의 회수 또는 포집을 위한 상온분사 코팅장치.