KR101615477B1 - 아크 용사 시스템, 및 이를 이용한 아크 용사 방법 - Google Patents

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한양대학교 에리카산학협력단
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Abstract

아크 용사 시스템이 제공된다. 상기 아크 용사 시스템은, 제1 금속 선재가 안내되는 제1 아크 노즐(arc nozzle), 제2 금속 선재가 안내되고, 상기 제1 아크 노즐보다 큰 직경을 갖는 제2 아크 노즐, 및 상기 제1 및 제2 아크 노즐들의 토출구들에서 분사되어 아크에 의해 용융된 상기 제1 및 제2 금속 선재들에 압축 공기를 분사하는 중앙 에어 노즐(center air nozzle)을 포함할 수 있다.

Description

아크 용사 시스템, 및 이를 이용한 아크 용사 방법{arc metal spray system, and method of arc spray using the same}
본 발명은 아크 용사 시스템, 및 이를 이용한 아크 용사 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 서로 다른 직경을 갖는 아크 노즐들을 갖는 아크 용사 시스템, 및 이를 이용한 아크 용사 방법에 관련된 것이다.
아크 용사(electric arc spraying)란, 2개의 금속 선재 사이에 아크(arc) 열을 발생시켜, 아크 열에 의해 용융된 금속 선재를 압축공기로 비산(飛散)시켜 소재의 표면에 증착시키는 것이다.
용융되는 금속 선재가 아크 열에 의해 직접적으로 가열이 되기 때문에 열 효율이 높고, 소재에 대한 밀착도가 높아, 금속 도장이 필요한 다양한 분야에 널리 사용되고 있다.
대한민국 특허 공개공보 2003-0085391(출원번호 10-2002-0023803)에 개시된 것과 같이, 작업자가 등에 질 수 있는 선재 공급기를 이용하여 연속적인 아크 용사 작업이 가능하게 하도록 구성된 도장용 아크 용사 시스템 등이 개발되고 있다.
제공되는 금속 선재의 두께 및/또는 직경에 따라서, 용융된 금속 선재들이 도포되어 형성된 코팅막의 형성 속도, 두께, 및 품질 등이 달라질 수 있다. 다시 말하면, 상대적으로 빠르게 코팅막을 형성하고자 하는 경우, 두꺼운 금속 선재를 이용하여 용사 시공 효율을 향상시킬 수 있고, 상대적으로 세밀한 부분에 코팅막을 형성하고자 하는 경우, 얇은 금속 선재를 이용하여 아크 용사를 수행할 수 있다.
이에 따라, 다양한 두께/직경을 갖는 금속 선재들을 활용할 수 있는 아크 노즐을 갖는 아크 용사 시스템 및 이를 이용한 아크 용상 방법에 대한 연구 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 특허 공개공보 2003-0085391
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 고신뢰성의 아크 용사 시스템 및 이를 이용한 아크 용사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 작업 능률이 향상된 아크 용사 시스템 및 이를 이용한 아크 용사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 다양한 두께 및/또는 직경의 금속 선재를 사용할 수 있는 아크 용사 시스템 및 이를 이용한 아크 용사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 금속 선재의 두께 및/또는 직경에 따라 크기 조절이 가능한 아크 노즐을 갖는 아크 용사 시스템 및 이를 이용한 아크 용사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 아크 용사 시스템을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 아크 용사 시스템은, 제1 금속 선재가 안내되는 제1 아크 노즐(arc nozzle), 제2 금속 선재가 안내되고, 상기 제1 아크 노즐보다 큰 직경을 갖는 제2 아크 노즐, 및 상기 제1 및 제2 아크 노즐들의 토출구들에서 분사되어 아크에 의해 용융된 상기 제1 및 제2 금속 선재들에 압축 공기를 분사하는 중앙 에어 노즐(center air nozzle)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 아크 용사 시스템은, 제3 금속 선재가 안내되고 상기 제1 아크 노즐과 동일한 직경을 갖는 제3 아크 노즐, 및 제4 금속 선재가 안내되고 상기 제3 아크 노즐과 동일한 직경을 갖는 제4 아크 노즐을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제3 아크 노즐들의 토출구들 사이, 및 상기 제2 및 제4 아크 노즐들의 토출구들 사이에 상기 중앙 에어 노즐의 토출구가 배치되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 중앙 에어 노즐은 상기 압축 공기가 분사되는 복수의 토출구들을 갖는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 아크 용사 시스템은, 상기 제1 및 제2 금속 선재들이 안내되는 방향에 따라 직경이 감소되도록 연장되고, 상기 제1 및 제2 아크 노즐들을 감싸는 캡핑부(capping portion)를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 캡핑부는, 상기 제1 및 제2 아크 노즐들의 토출구들을 노출하는 제1 개구부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 아크 용사 시스템은, 상기 제1 및 제2 금속 선재들이 안내되는 방향에 따라 일정한 직경으로 연장되고, 상기 캡핑부를 둘러싸는 실딩부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 실딩부는, 상기 캡핑부의 상기 제1 개구부 및 상기 제1 및 제2 아크 노즐들의 상기 토출구들을 노출하는 제2 개구부를 포함하고, 상기 아크 용사 시스템은, 상기 캡핑부의 상기 제1 개구부와 상기 실딩부의 상기 제2 개구부 사이의 공간을 덮는 커버부(cover portion)를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 커버부는, 상기 캡핑부의 상기 제1 개구부 및 상기 제1 및 제2 아크 노즐들의 상기 토출구들을 노출하는 제3 개구부를 갖는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 아크 노즐 및 상기 제2 아크 노즐의 상기 토출구들의 크기는 조절되는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 아크 용사 시스템의 사용 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 아크 용사 시스템의 사용 방법은, 서로 다른 직경을 갖는 금속 선재들을 준비하는 단계, 상기 금속 선재들 중 하나를 선택하는 단계, 서로 다른 직경을 갖는 아크 노즐들을 포함하는 아크 용사 시스템에서, 선택된 상기 금속 선재의 직경에 대응되는 직경을 갖는 상기 아크 노즐을 선택하는 단계, 및 상기 아크 노즐로 상기 금속 선재들을 안내하여, 아크 금속 용사를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 금속 선재들은, 서로 다른 직경을 갖고, 서로 다른 물질로 형성된 제1 및 제2 금속 선재들을 포함하고, 상기 아크 노즐을 선택하는 단계는, 상기 제1 금속 선재의 직경에 대응되는 아크 노즐을 선택하는 단계, 및 상기 제2 금속 선재의 직경에 대응되는 아크 노즐을 선택하는 단계를 포함하고, 상기 아크 금속 용사를 수행하는 단계는, 상기 제1 금속 선재 및 상기 제2 금속 선재를 동시에 아크 용사하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 아크 용사 시스템은, 서로 다른 직경을 갖는 아크 노즐들을 포함한다. 이에 따라, 사용자의 편의, 작업 환경에 적응적으로 다양한 두께의 금속 선재들을 이용하여 아크 용사가 수행될 수 있다. 이에 따라, 작업 능률이 향상된 고효율의 아크 용사 시스템이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 아크 용사 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 아크 용사 시스템에 포함된 아크 용사건의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 아크 용사 시스템에 포함된 아크 용사건의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 아크 용사 시스템에 포함된 아크 용사건의 아크 노즐을 확대한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 아크 용사건에 포함된 아크 노즐에 장착된 토출구 크기 조절부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 아크 용사건의 사용 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 아크 용사 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 아크 용사건(100)은 선재 공급부(200)로부터 금속 선재를 공급받을 수 있다. 상기 선재 공급부(200)에는 상기 금속 선재들이 권취되어 있을 수 있다. 상기 아크 용사건(100)에서 소모되는 상기 금속 선재의 양에 따라, 상기 선재 공급부(200)에 권취되어 있는 상기 금속 선재들이 상기 아크 용사건(100)에 공급될 수 있다.
제어 공급기(300)는 상기 아크 용사건(100)으로 압축 공기 및 전원을 공급할 수 있다. 상기 제어 공급기(300)에서 공급되는 전원이 상기 금속 선재들에 인가되어, 상기 금속 선재에서 아크(arc)가 발생하고, 아크 열에 의해 상기 금속 선재가 용융될 수 있다. 용융된 상기 금속 선재는 상기 아크 용사건(100)에서 분사되는 압축 공기에 의해 소재를 향해 도포될 수 있다.
아크 용사 작업자는, 상기 아크 용사건(100)을 손에 쥐고, 상기 소재를 향해 용융된 금속을 비산시킬 수 있다. 상기 아크 용사 작업자는, 상기 소재의 특성 및/또는 외부 환경에 따라서, 다양한 사이즈의 상기 금속 선재들을 용융시키고 용사할 수 있다. 이하, 이를 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 아크 용사 시스템에 포함된 아크 용사건의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 아크 용사 시스템에 포함된 아크 용사건의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 아크 용사 시스템에 포함된 아크 용사건의 아크 노즐을 확대한 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 아크 용사건은, 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140, arc nozzles), 중앙 에어 노즐(150, center air nozzle), 캡핑부(160, capping portion), 실딩부(170, shielding portion), 및 커버부(180, cover portion)를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)은, 각각 제1 내지 제4 금속 선재들(112, 122, 132, 142)을 안내(guide)할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 금속 선재들(112, 122, 132, 142)은 도1 을 참조하여 설명된 상기 선재 공급부(200)로부터 공급되는 것일 수 있다. 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)에서 토출되는 상기 제1 내지 제4 금속 선재들(112, 122, 132, 142)은 아크(arc)에 의해 용융될 수 있다.
상기 제1 아크 노즐(110) 및 상기 제3 아크 노즐(130)은 실질적으로 서로 동일한 직경을 가질 수 있고, 상기 제2 아크 노즐(120) 및 상기 제4 아크 노즐(140)은 실질적으로 서로 동일한 직경을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제3 아크 노즐들(110, 130)에서 안내되는 상기 제1 및 제3 금속 선재들(112, 132)의 직경은 서로 동일하고, 상기 제2 및 제4 아크 노즐들(120, 140)에서 안내되는 상기 제2 및 제4 금속 선재들(122, 142)의 직경은 서로 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제3 아크 노즐들(110, 130)의 직경보다, 상기 제2 및 제4 아크 노즐들(120, 140)의 직경이 더 클 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제3 금속 선재들(112, 132)의 직경보다, 상기 제2 및 제4 금속 선재들(122, 142)의 직경이 더 클 수 있다.
상기 제1 및 제3 아크 노즐들(110, 130)의 토출구들 사이, 및 상기 제2 및 제4 아크 노즐들(120, 140)의 토출구들 사이에, 상기 중앙 에어 노즐(150)이 배치될 수 있다. 상기 중앙 에어 노즐(150)은, 상기 제1 내지 제4 아트 노즐들(110, 120, 130, 140)에서 토출되어 용융된 상기 제1 내지 제4 금속 선재들(112, 122, 132, 142)에 압축 공기를 분사할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도 2 내지 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 중앙 에어 노즐(150)은 압축 공기가 분사되는 복수의 토출구들을 가질 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 중앙 에어 노즐(150)은 압축 공기가 분사되는 하나의 토출구를 가질 수 있다.
상기 캡핑부(160)는 상기 제1 내지 제4 금속 선재들(112, 122, 132, 142)이 안내되는 방향에 따라 직경이 감소되도록 연장되고, 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)을 감쌀 수 있다. 상기 캡핑부(160)는 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)의 토출구들을 노출하는 제1 개구부(162)를 포함할 수 있다. 아크에 의해 용융된 상기 제1 내지 제4 금속 선재들(112, 122, 132, 142)은 상기 중앙 에어 노즐(150)에서 분사되는 압축 공기에 의해, 상기 제1 개구부(162)를 통하여, 소재에 비산될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 금속 선재들(112, 122, 132, 142)이 안내되는 방향에 따라 직경이 감소되는 상기 캡핑부(160)에 의해, 용융된 상기 제1 내지 제4 금속 선재들(112, 122, 132, 142)이 정밀하게 제어되어 소재에 비산될 수 있다.
상기 실딩부(170)는 상기 제1 내지 제4 금속 선재들(112, 122, 132, 142)이 안내되는 방향에 따라 일정한 직경으로 연장되고, 상기 캡핑부(160)를 둘러쌀 수 있다. 상기 실딩부(170)는 상기 캡핑부(160)의 상기 제1 개구부(162) 및 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)의 토출구들을 노출하는 제2 개구부(172)를 포함할 수 있다. 상기 실딩부(170)는 상기 캡핑부(160)를 보호할 수 있다.
상기 커버부(180)는 상기 캡핑부(160)의 상기 제1 개구부(162) 및 상기 실딩부(170)의 상기 제2 개구부(172) 사이의 공간을 덮되, 상기 캡핑부(160)의 상기 제1 개구부(162), 및 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)의 토출구들을 노출하는 제3 개구부(182)를 포함할 수 있다. 상기 커버부(180)에 의해, 용융된 상기 제1 내지 제4 금속 선재들(112, 122, 132, 142)이 보다 정밀하게 조절되어 소재에 비산될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 상술된 실시 예에서, 상기 제1 내지 제4 금속 선재들(112, 122, 132, 142)이 각각 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)에 의해 안내되어, 용융되는 것으로 설명되었으나, 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140) 중에서 적어도 어느 하나가 선택되어, 선택된 아크 노즐에서 안내된 금속 선재가 아크 용사될 수 있음은 자명하다.
본 발명의 실시 예에 따른 아크 용사 시스템은, 서로 다른 직경을 갖는 아크 노즐들을 포함한다. 이에 따라, 사용자의 편의, 작업 환경에 적응적으로 다양한 두께의 금속 선재들을 이용하여 아크 용사가 수행될 수 있다. 이에 따라, 작업 능률이 향상된 고효율의 아크 용사 시스템이 제공될 수 있다.
상술된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 아크 용사 시스템의 사용 방법이 계속해서 설명된다.
계속해서 도 1 내지 도 4를 참조하면, 서로 다른 직경을 갖는 금속 선재들이 준비된다. 상기 금속 선재들 중 하나가 선택될 수 있다. 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이, 서로 다른 직경을 갖는 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)을 갖는 아크 용사 시스템에서, 상기 선택된 금속 선재의 직경에 대응되는 직경을 갖는 아크 노즐이 선택될 수 있다. 상기 선택된 아크 노즐로 상기 금속 선재들을 안내하여, 아크 금속 용사가 수행될 수 있다.
만약, 서로 다른 직경을 갖는 제1 금속 선재 및 제2 금속 선재가 선택되는 경우, 상기 제1 금속 선재의 직경에 대응되는 아크 노즐, 및 상기 제2 금속 선재에 대응되는 아크 노즐이 선택될 수 있다. 이후, 상기 제1 금속 선재 및 상기 제2 금속 선재를 동시에 아크 용사할 수 있다. 상기 제1 금속 선재 및 상기 제2 금속 선재가 서로 다른 물질을 포함하고, 상기 제2 금속 선재의 직경이 상기 제1 금속 선재의 직경보다 큰 경우, 아크 용사되어 형성된 코팅층 내에 상기 제2 금속의 함량이 상기 제1 금속의 함량보다 더 높을 수 있다. 다시 말하면, 상기 코팅층이 요구하는 특성에 따라서, 금속들의 함량을 조절하여 용이하게 아크 용사 공정을 수행할 수 있다.
상술된 본 발명의 제1 실시 예에 달리, 본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 상기 아크 용사건의 아크 노즐의 직경은 조절될 수 있다. 이하, 이를 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 아크 용사건에 포함된 아크 노즐에 장착된 토출구 크기 조절부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명된 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140) 중에서 적어도 어느 하나에, 토출구 크기 조절부가 장착될 수 있다. 상기 토출구 크기 조절부는, 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)의 토출구에 장착될 수 있다. 상기 토출구 크기 조절부는, 복수의 세그먼트(Seg1, Seg2, ... SegN)를 포함하고, 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)의 토출구들을 막을 수 있다.
상기 복수의 세그먼트(Seg1, Seg2, ... SegN)의 중첩되는 정도가 높을수록, 상기 아크 노즐의 토출구의 크기가 감소될 수 있다. 이 경우, 상대적으로 작은 직경을 갖는 금속 선재가 상기 아크 노즐에 의해 안내될 수 있다. 반면, 상술된 바와는 달리, 상기 복수의 세그먼트(Seg1, Seg2, ... SegN)의 중첩되는 정도가 낮을수록, 상기 아크 노즐의 토출구의 크기가 증가될 수 있다. 이 경우, 상대적으로 큰 직경을 갖는 금속 선재가 상기 아크 노즐에 의해 안내될 수 있다.
상술된 본 발명의 제2 실시 예와 달리, 제3 실시 예에 따르면, 도 5를 참조하여 설명된 토출구 크기 조절부는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명된 상기 중앙 에어 노즐(150)의 압축 공기 토출구에 장착될 수 있다. 이 경우, 상기 토출구 크기 조절부에 의해, 상기 중앙 에어 노즐(150)에서 분사되는 압축 공기의 압력이 조절될 수 있다.
구체적으로, 상기 복수의 세그먼트(Seg1, Seg2, ... SegN)의 중첩되는 정도가 높을수록, 상기 중앙 에어 노즐(150)의 토출구의 크기가 감소될 수 있다. 이 경우, 상기 중앙 에어 노즐(150에서 공급되는 압축 공기는 상대적으로 좁은 크기의 토출구를 관통하여, 용융된 금속 선재들에 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 중앙 에어 노즐(150)은, 상대적으로 높은 압력의 압축 공기를 용융된 금속 선재들에 분사할 수 있다.
반면, 상술된 바와 달리, 상기 복수의 세그먼트(Seg1, Seg2, ... SegN)의 중첩되는 정도가 낮을수록, 상기 중앙 에어 노즐(150)의 토출구의 크기가 증가할 수 있다. 이 경우, 상기 중앙 에어 노즐(150)에서 공급되는 압축 공기는 상대적으로 넓은 크기의 토출구를 관통하여, 용융된 상기 금속 선재들에 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 중앙 에어 노즐(150)은, 상대적으로 낮은 압력의 압축 공기를 용융된 금속 선재들에 분사할 수 있다.
또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 중앙 에어 노즐(150)이 복수의 토출구를 포함하는 경우, 복수의 토출구에 상기 토출구 크기 조절부가 장착되고, 복수의 토출구의 크기가 각각 제어될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 아크 용사건의 사용 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이, 제1 내지 제4 금속 선재들을 안내하는 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)을 갖는 아크 용사건이 제공된다. 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)의 토출구들에 도 5를 참조하여 설명된 토출구 크기 조절부가 장착될 수 있다.
도 6에 도시된 것과 같이, 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)의 토출구들의 크기는 비교적 클 수 있다. 또한, 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)의 크기는 실질적으로 동일할 수 있다.
반면, 이와는 달리, 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 토쿨구 크기 조절부에 의해, 상기 제1 내지 제4 아크 노즐들(110, 120, 130, 140)의 토출구들의 크기는 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 및 제3 아크 노즐들(110, 130)에 장착된 상기 토출구 크기 조절부의 세그먼트들이, 상기 제2 및 제4 아크 노즐들(120, 140)에 장착된 상기 토출구 크기 조절부의 세그먼트들보다, 상대적으로 많이 중첩될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제3 아크 노즐들(110, 130)의 토출구들의 직경이, 상기 제2 및 제4 아크 노즐들(120, 140)의 토출구들의 직경보다 클 수 있다. 이로 인해, 상기 제1 및 제3 아크 노즐들(110, 130)은 상대적으로 큰 직경의 금속 선재들을 안내할 수 있고, 상기 제2 및 제4 아크 노즐들(120, 140)은 상대적으로 작은 직경의 금속 선재들을 안내할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 아크 용사건
200: 선재 공급부
300: 제어 공급기
110, 120, 130, 140: 제1 내지 제4 아크 노즐
112, 122, 132, 142: 제1 내지 제4 금속 선재
150: 중아 에어 노즐
160: 캡핑부
162: 제1 개구부
170: 실딩부
172: 제2 개구부
180: 커버부
182: 제3 개구부

Claims (12)

  1. 제1 금속 선재가 안내되는 제1 아크 노즐(arc nozzle);
    제2 금속 선재가 안내되고, 상기 제1 아크 노즐보다 큰 직경을 갖는 제2 아크 노즐; 및
    상기 제1 및 제2 아크 노즐들의 토출구들에서 분사되어 아크에 의해 용융된 상기 제1 및 제2 금속 선재들에 압축 공기를 분사하는 중앙 에어 노즐(center air nozzle)을 포함하되
    상기 제1 아크 노즐 및 상기 제2 아크 노즐의 상기 토출구들의 크기는 조절되는 아크 용사 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    제3 금속 선재가 안내되고 상기 제1 아크 노즐과 동일한 직경을 갖는 제3 아크 노즐; 및
    제4 금속 선재가 안내되고 상기 제3 아크 노즐과 동일한 직경을 갖는 제4 아크 노즐을 더 포함하는 아크 용사 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 아크 노즐들의 토출구들 사이, 및 상기 제2 및 제4 아크 노즐들의 토출구들 사이에 상기 중앙 에어 노즐의 토출구가 배치되는 것을 포함하는 아크 용사 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 중앙 에어 노즐은 상기 압축 공기가 분사되는 복수의 토출구들을 갖는 것을 포함하는 아크 용사 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 선재들이 안내되는 방향에 따라 직경이 감소되도록 연장되고, 상기 제1 및 제2 아크 노즐들을 감싸는 캡핑부(capping portion)를 더 포함하는 아크 용사 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 캡핑부는, 상기 제1 및 제2 아크 노즐들의 토출구들을 노출하는 제1 개구부를 포함하는 아크 용사 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 선재들이 안내되는 방향에 따라 일정한 직경으로 연장되고, 상기 캡핑부를 둘러싸는 실딩부를 더 포함하는 아크 용사 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 실딩부는, 상기 캡핑부의 상기 제1 개구부 및 상기 제1 및 제2 아크 노즐들의 상기 토출구들을 노출하는 제2 개구부를 포함하고,
    상기 캡핑부의 상기 제1 개구부와 상기 실딩부의 상기 제2 개구부 사이의 공간을 덮는 커버부(cover portion)를 더 포함하는 아크 용사 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 커버부는, 상기 캡핑부의 상기 제1 개구부 및 상기 제1 및 제2 아크 노즐들의 상기 토출구들을 노출하는 제3 개구부를 갖는 것을 포함하는 아크 용사 시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 중앙 에어 노즐의 토출구의 크기는 조절되는 아크 용사 시스템.
  11. 서로 다른 직경을 갖는 금속 선재들을 준비하는 단계;
    상기 금속 선재들 중 하나를 선택하는 단계;
    서로 다른 직경을 갖는 아크 노즐들을 포함하는 아크 용사 시스템에서, 선택된 상기 금속 선재의 직경에 대응되는 직경을 갖는 상기 아크 노즐을 선택하는 단계; 및
    상기 아크 노즐로 상기 금속 선재들을 안내하여, 아크 금속 용사를 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 아크 노즐을 선택하는 단계는, 상기 아크 노즐들의 각 토출구의 직경을 조절하여, 상기 금속 선재의 직경에 대응되는 직경을 제공하는, 아크 용사 시스템의 사용 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 금속 선재들은, 서로 다른 직경을 갖고, 서로 다른 물질로 형성된 제1 및 제2 금속 선재들을 포함하고,
    상기 아크 노즐을 선택하는 단계는, 상기 제1 금속 선재의 직경에 대응되는 아크 노즐을 선택하는 단계, 및 상기 제2 금속 선재의 직경에 대응되는 아크 노즐을 선택하는 단계를 포함하고,
    상기 아크 금속 용사를 수행하는 단계는, 상기 제1 금속 선재 및 상기 제2 금속 선재를 동시에 아크 용사하는 것을 포함하는 아크 용사 시스템의 사용 방법.
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