KR101731524B1 - Cyclone for manufacturing nano powder and apparatus of using the same - Google Patents
Cyclone for manufacturing nano powder and apparatus of using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101731524B1 KR101731524B1 KR1020150059211A KR20150059211A KR101731524B1 KR 101731524 B1 KR101731524 B1 KR 101731524B1 KR 1020150059211 A KR1020150059211 A KR 1020150059211A KR 20150059211 A KR20150059211 A KR 20150059211A KR 101731524 B1 KR101731524 B1 KR 101731524B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gas
- cyclone
- nano powder
- wall surface
- guide
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/08—Vortex chamber constructions
Landscapes
- Cyclones (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
나노분말 제조장치용 사이클론 및 이를 포함하는 나노분말 제조 장치가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 나노분말 제조장치용 사이클론은 유입구를 통해 유입되는 나노분말을 포함하는 기체가 내벽면을 따라 하강하는 내부공간을 갖는 몸체; 및 상기 몸체의 내벽면에 구비되어 상기 나노분말을 포함하는 기체가 나선형으로 선회하강할 수 있도록 흐름방향을 안내하는 가이드부;를 포함한다.There is provided a cyclone for a nano powder production apparatus and an apparatus for producing the same. A cyclone for a nano powder manufacturing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes: a body having an inner space in which a gas including nano powder flowing through an inlet descends along an inner wall surface; And a guide provided on an inner wall surface of the body for guiding a flow direction so that a gas including the nano powder can be spirally lowered.
Description
본 발명은 나노분말 제조장치용 사이클론 및 이를 포함하는 나노분말 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선회하면서 하강하는 기체의 원심력을 증가시켜 기체에 포함된 나노분말의 분리를 촉진시키고 상승기류 발달을 유도함으로써 나노분말의 수율을 향상시킬 수 있고 나노분말을 크기별로 분급할 수 있는 나노분말 제조장치용 사이클론 및 이를 포함하는 나노분말 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cyclone for manufacturing a nano powder and a device for manufacturing a nano powder including the same. More particularly, the present invention relates to an apparatus for manufacturing a nano powder, Which can improve the yield of nanopowder and classify the nanopowder by size, and a nanopowder manufacturing apparatus including the same.
일반적으로 나노 사이즈의 크기를 갖는 구형의 미세 분말은 부피당 표면적이 매우 크기 때문에 항공, 전자, 요업, 의학 등과 같은 다양한 분야에서 광범위한 용도로 이용되고 있다. 따라서 최근에는 미세 분말의 크기를 더욱 최소화하여 그 특성을 보다 적극적으로 이용하기 위한 연구, 개발이 계속되고 있다.In general, a spherical fine powder having a nanosize size has a very large surface area per volume, and thus has been used for a wide variety of applications in various fields such as aviation, electronics, ceramics, and medicine. Therefore, in recent years, research and development have continued to minimize the size of the fine powder and use the characteristics more actively.
미세 분말을 제조하는 기술로는 마이크로 사이즈의 벌크 분말을 기계적으로 분쇄하는 방식이 알려져 있으나, 기계적인 분쇄 방식의 경우 미세 분말의 크기를 500nm 이하로 줄이는 데 한계가 있기 때문에 최근 들어서는 플라즈마를 이용한 미세 분말 제조 방식이 널리 이용되고 있다.As a technique for producing a fine powder, there is known a method of mechanically grinding a micro-sized bulk powder. However, in the case of a mechanical grinding method, there is a limitation in reducing the size of a fine powder to 500 nm or less. Therefore, A manufacturing method is widely used.
플라즈마를 이용한 미세 분말 제조 방식은 반응기 내에 원료 물질과 플라즈마 가스를 주입하여 플라즈마를 발생시키고, 이러한 플라즈마에 의해 원료 물질을 용융, 증발시킨 후 냉각하여 나노분말을 제조하는 방식으로 고상, 액상, 기상의 원료 물질을 선택적으로 사용 가능한 장점이 있다.In the method of manufacturing fine powder using plasma, a raw material and a plasma gas are injected into a reactor to generate a plasma, the raw material is melted and evaporated by the plasma, and then cooled to produce a nano powder. There is an advantage that the raw material can be selectively used.
이 경우, 플라즈마에 의해 미세화된 나노분말은 사이클론에 의해 일정한 입도 크기로 분급된다. 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 사이클론(10)은 몸체(11)와, 몸체(11)의 일측에 접선 방향을 따라 형성되는 유입구(12) 및 몸체(11)의 상단 중앙에 삽입 설치되는 배출구(13)를 포함하며, 다음과 같은 방식으로 나노분말을 분급시킨다.In this case, the nanoparticles finely atomized by the plasma are classified by the cyclone to have a uniform particle size. 1, the
즉, 유입구(12)를 통해 몸체(11) 내부로 투입된 나노분말은 펌프나 블로어 등으로부터 발생하는 송풍에 의해 순환기류를 형성하고, 이 과정에서 비중이 큰 입자는 원심력에 의해 몸체(11)의 내벽을 따라 침강하고, 비중이 작은 입자는 중앙으로 집중된 후 상승기류에 의해 배출구(13)를 통해 포집부 측으로 이송된다.That is, the nano powder injected into the
그러나 상술한 바와 같은 종래기술에 의하면 몸체(11)가 원뿔 형상의 제1몸체부(11a)와, 제1몸체부(11a)의 하부에 형성되는 원통 형상의 제2몸체부(11b)로 구성됨으로써 나노분말의 수율이 낮은 문제점이 있었다.However, according to the conventional art as described above, the
즉, 나노분말의 수율을 향상시키기 위해서는 몸체(11) 내부에 나선형의 상승기류가 활발하게 형성되어야 하는데, 종래기술에 의하면 상승기류가 유도되는 제2몸체부(11b)가 상하 동일한 직경을 갖는 원통형으로 이루어지기 때문에 상승기류의 세기가 작을 수밖에 없고, 그 결과 나노분말의 수율이 저하되는 문제가 있다.That is, in order to improve the yield of the nano powder, a spiral rising air current must be actively formed inside the
또한, 몸체(11)의 바닥면에 대한 측벽의 경사각과, 상승기류가 통과하는 배출구(13)의 길이 등이 일정하기 때문에 한정된 입도 범위의 나노분말만을 포집할 수밖에 없는 문제가 있다.Further, since the inclination angle of the sidewall with respect to the bottom surface of the
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 사이클론의 구조적인 개선을 통하여 선회하면서 하강하는 기체의 원심력을 증가시켜 기체에 포함된 나노분말의 분리를 촉진시킴으로써 나노분말의 수율을 향상시킬 수 있는 나노분말 제조장치용 사이클론 및 이를 포함하는 나노분말 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to improve the yield of nano powder by promoting separation of nano powder contained in a gas by increasing the centrifugal force of a falling gas, The present invention provides a cyclone for a nano powder manufacturing apparatus and a manufacturing apparatus for the nano powder including the same.
또한, 본 발명은 사이클론 내부에서 발생하는 상승기류의 발달을 유도함으로써 나노분말의 수율을 향상시킬 수 있는 나노분말 제조장치용 사이클론 및 이를 포함하는 나노분말 제조장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a cyclone for a nano powder manufacturing apparatus and an apparatus for manufacturing the same that can improve the yield of nano powder by inducing the development of ascending airflow generated in the cyclone.
더욱이, 본 발명은 복수 개의 사이클론을 순차적으로 배치하여 나노분말의 크기 또는 비중에 따라 다양한 입도 분포를 갖는 나노분말을 획득할 수 있는 나노분말 제조장치용 사이클론 및 나노분말 제조장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.Further, the present invention provides a cyclone and a nano powder manufacturing apparatus for a nano powder manufacturing apparatus capable of obtaining a nano powder having various particle size distributions according to the size or specific gravity of a nano powder by sequentially arranging a plurality of cyclones, .
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 반응챔버 및 포집부 사이에 배치되는 나노분말 제조장치용 사이클론에 있어서, 상기 사이클론은, 유입구를 통해 유입되는 기체가 내벽면을 따라 하강하면서 상기 기체에 포함된 소정 크기 이상의 나노분말이 상기 기체로부터 분리되는 내부공간을 갖는 몸체; 및 상기 몸체의 내벽면에 구비되어 상기 기체가 나선형으로 선회하강할 수 있도록 상기 기체의 흐름방향을 안내하는 가이드부;를 포함하는 나노분말 제조장치용 사이클론을 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cyclone for a nano powder production apparatus disposed between a reaction chamber and a collecting portion, wherein the cyclone is configured such that a gas introduced through an inlet port falls along the inner wall surface, A body having an inner space in which a nano powder having a predetermined size or larger is separated from the gas; And a guide portion provided on an inner wall surface of the body and guiding a flow direction of the gas so that the gas can be spirally lowered in a spiral manner.
또한, 상기 가이드부는 일정길이를 갖는 판상의 가이드판으로 구비되고, 상기 몸체의 내벽면에 높이방향을 따라 나선형으로 구비될 수 있다.The guide portion may be a plate-shaped guide plate having a predetermined length, and may be provided in a spiral shape along the height direction on the inner wall surface of the body.
또한, 상기 가이드판은 상기 기체로부터 원심력에 의해 분리된 나노분말이 하방으로 낙하할 수 있도록 관통형성되는 장공의 통과공이 구비될 수 있다.In addition, the guide plate may be provided with a through hole formed through the nano powder separated by the centrifugal force from the base so as to pass downward.
또한, 상기 몸체는 상부에서 하부로 갈수록 내경이 서서히 작아지도록 구비e될 수 있다.Also, the body may be provided so that its inner diameter gradually decreases from the upper portion to the lower portion.
또한, 상기 몸체의 외측에는 상기 내부공간 측으로 기체를 분사하여 상기 몸체의 내벽면을 따라 선회하는 기체의 속도를 증가시키기 위한 기체공급관이 구비될 수 있다.In addition, a gas supply pipe may be provided on the outer side of the body to increase the speed of the gas circulating along the inner wall surface of the body by injecting gas toward the inner space.
또한, 상기 기체공급관 및 몸체는 복수 개의 연결관을 매개로 연결되어 상기 기체공급관으로부터 내부공간 측으로 기체가 주입되고, 상기 복수 개의 연결관은 상기 몸체의 내벽면을 따라 유동하는 상기 나노분말을 포함하는 기체의 유동방향과 일치하는 방향으로 배열될 수 있다.The gas supply pipe and the body are connected to each other through a plurality of connection pipes to inject gas into the inner space side from the gas supply pipe and the plurality of connection pipes include the nano powder flowing along the inner wall surface of the body And may be arranged in a direction coinciding with the flow direction of the gas.
또한, 상기 몸체의 바닥면에는 상기 몸체의 내벽면을 따라 하강한 기체를 유입하여 상방으로 안내하는 중공형의 격관이 배치되고, 상기 격관은 하부단이 상기 바닥면에 접하도록 배치되고, 상기 격관의 일측에는 상기 몸체의 바닥면으로 하강한 기체를 상기 격관의 내부로 유입하기 위한 개구부가 하부단으로부터 상방으로 일정높이 절개형성될 수 있다.The bottom of the body is provided with a hollow tube for guiding upwardly the gas dropped along the inner wall of the body. The tube is arranged such that its lower end is in contact with the bottom, An opening for introducing the gas dropped to the bottom surface of the body into the inside of the bulb tube may be formed at a predetermined height from the lower end to the upper end.
또한, 상기 격관은 하부에서 상부로 갈수록 내경이 서서히 증가하는 제1부분과 하부에서 상부로 갈수록 내경이 서서히 감소하는 제2부분을 포함하고, 상기 제2부분이 상기 제1부분의 하부에 배치될 수 있다.In addition, the bulb includes a first portion whose inner diameter gradually increases from the lower portion to an upper portion and a second portion whose inner diameter gradually decreases from the lower portion to the upper portion, and the second portion is disposed below the first portion .
한편, 본 발명은 반응챔버; 상기 반응챔버에 결합되고 플라즈마를 발생시켜 공급된 원료를 기화시켜 나노분말로 생성시키는 플라즈마 발생부; 상기 플라즈마 발생부로부터 이송된 나노분말을 포함하는 기체로부터 소정 크기 이상의 나노분말을 분리하는 사이클론; 및 적어도 하나의 필터부재를 갖추고 상기 사이클론으로부터 이송된 기체로부터 나노분말을 포집하는 포집부;를 포함하고, 상기 사이클론은, 상기 반응챔버로부터 유입구를 통해 유입되는 기체가 내벽면을 따라 하강하면서 상기 기체에 포함된 소정 크기 이상의 나노분말이 상기 기체로부터 분리되는 내부공간을 갖는 몸체; 및 상기 몸체의 내벽면에 구비되어 상기 기체가 나선형으로 선회하강할 수 있도록 상기 기체의 흐름방향을 안내하는 가이드부;를 포함하는 나노분말 제조장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, A plasma generator coupled to the reaction chamber and generating a plasma to generate a nano powder by vaporizing the supplied raw material; A cyclone separating a nano powder having a predetermined size or larger from a gas containing nano powder transferred from the plasma generating unit; And a collecting part having at least one filter member and collecting the nano powder from the gas transferred from the cyclone, wherein the cyclone is configured such that the gas introduced through the inlet from the reaction chamber descends along the inner wall surface, A body having an inner space in which a nano powder having a predetermined size or larger is separated from the base body; And a guide part provided on an inner wall surface of the body and guiding a flow direction of the gas so that the gas can be spirally lowered in a spiral manner.
또한, 상기 사이클론은 복수 개가 구비되어 순차적으로 연결되고, 서로 이웃하는 사이클론은 전측에 배치되는 사이클론의 배출구가 후측에 배치되는 사이클론의 유입구에 연결될 수 있다.In addition, a plurality of the cyclones may be sequentially connected, and adjacent cyclones may be connected to an inlet of a cyclone in which a discharge port of the cyclone disposed at the front side is disposed at the rear side.
또한, 상기 복수 개의 사이클론은 배출구와 연결되고 상기 내부공간 측으로 돌출되는 일정길이를 갖는 배출관을 포함하고, 상기 기체의 이동방향을 따라 전측에서 후측으로 갈수록 각각의 사이클론에 구비되는 배출관의 하부단으로부터 상기 몸체의 바닥면까지의 이격거리가 짧아질 수 있다.The plurality of cyclones may include a discharge pipe connected to the discharge port and having a predetermined length protruding toward the inner space. The discharge port may include a discharge port extending from the lower end of the discharge pipe provided in each cyclone toward the rear side along the moving direction of the gas, The distance to the bottom surface of the body can be shortened.
또한, 상기 복수 개의 사이클론은 각각의 몸체가 상부에서 하부로 갈수록 내경이 서서히 작아지도록 구비되고, 상기 기체의 이동방향을 따라 전측에서 후측으로 갈수록 상기 몸체를 구성하는 바닥면과 측부 사이의 각도가 점점 커질 수 있다.Further, the plurality of cyclones are provided such that the inner diameter of each of the plurality of cyclones gradually decreases from the upper portion to the lower portion, and the angle between the bottom surface and the side portion constituting the body gradually increases from the front side to the rear side along the moving direction of the base body Can be large.
한편, 본 발명은 반응챔버; 상기 반응챔버에 결합되고 플라즈마를 발생시켜 공급된 원료를 기화시켜 나노분말로 생성시키는 플라즈마 발생부; 상기 플라즈마 발생부로부터 이송된 나노분말을 포함하는 기체로부터 소정 크기 이상의 나노분말을 분리하는 사이클론; 및 적어도 하나의 필터부재를 갖추고 상기 사이클론으로부터 이송된 기체로부터 나노분말을 포집하는 포집부;를 포함하고, 상기 사이클론은 복수 개가 구비되어 순차적으로 연결되고, 상기 복수 개의 사이클론은 배출구와 연결되고 상기 내부공간 측으로 돌출되는 일정길이를 갖는 배출관을 포함하고, 상기 기체의 이동방향을 따라 전측에서 후측으로 갈수록 각각의 사이클론에 구비되는 배출관의 하부단으로부터 상기 몸체의 바닥면까지의 이격거리가 서로 다른 길이를 갖도록 구비되는 나노분말 제조장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, A plasma generator coupled to the reaction chamber and generating a plasma to generate a nano powder by vaporizing the supplied raw material; A cyclone separating a nano powder having a predetermined size or larger from a gas containing nano powder transferred from the plasma generating unit; And a collecting unit having at least one filter member and collecting the nano powder from the gas transferred from the cyclone, wherein the plurality of cyclones are sequentially connected, the plurality of cyclones are connected to the discharge port, Wherein a distance from a lower end of the discharge pipe provided in each cyclone to a bottom surface of the body is different from a front side to a rear side along a moving direction of the gas, The nano-powder production apparatus comprising:
이때, 상기 복수 개의 사이클론은 상기 기체의 이동방향을 따라 전측에서 후측으로 갈수록 각각의 사이클론에 구비되는 배출관의 하부단으로부터 상기 몸체의 바닥면까지의 이격거리가 짧아지도록 배치될 수 있다.At this time, the plurality of cyclones may be arranged so that the distance from the lower end of the discharge pipe provided in each cyclone to the bottom surface of the body decreases from the front side to the rear side along the moving direction of the gas.
한편, 본 발명은 반응챔버; 상기 반응챔버에 결합되고 플라즈마를 발생시켜 공급된 원료를 기화시켜 나노분말로 생성시키는 플라즈마 발생부; 상기 플라즈마 발생부로부터 이송된 나노분말을 포함하는 기체로부터 소정 크기 이상의 나노분말을 분리하는 사이클론; 및 적어도 하나의 필터부재를 갖추고 상기 사이클론으로부터 이송된 기체로부터 나노분말을 포집하는 포집부;를 포함하고, 상기 사이클론은 복수 개가 구비되어 순차적으로 연결되고, 상기 복수 개의 사이클론은 상기 기체의 이동방향을 따라 전측에서 후측으로 갈수록 상기 몸체를 구성하는 바닥면과 측부 사이의 각도가 서로 다른 각도를 갖도록 구비될 수 있다.According to another aspect of the present invention, A plasma generator coupled to the reaction chamber and generating a plasma to generate a nano powder by vaporizing the supplied raw material; A cyclone separating a nano powder having a predetermined size or larger from a gas containing nano powder transferred from the plasma generating unit; And a collecting unit having at least one filter member and collecting the nano powder from the gas transferred from the cyclone, wherein a plurality of the cyclones are provided and sequentially connected, and the plurality of cyclones are arranged in a direction The angle between the bottom surface and the side surface of the body may be different from each other.
이때, 상기 복수 개의 사이클론은 상기 기체의 이동방향을 따라 전측에서 후측으로 갈수록 상기 몸체를 구성하는 바닥면과 측부 사이의 각도가 점점 커지도록 배치될 수 있다.At this time, the plurality of cyclones may be arranged so that the angle between the bottom surface and the side portion of the body gradually increases from the front side to the rear side along the moving direction of the base body.
본 발명에 의하면, 사이클론의 구조적인 개선을 통하여 선회하면서 하강하는 기체의 원심력을 증가시켜 기체에 포함된 나노분말의 분리를 촉진시킴으로써 나노분말의 수율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to improve the yield of nano powder by improving the centrifugal force of the falling gas while swirling through the structural improvement of the cyclone to promote the separation of the nano powder contained in the gas.
또한, 본 발명은 복수 개의 사이클론을 순차적으로 배치하여 나노분말의 크기 또는 비중에 따라 다양한 입도 분포를 갖는 나노분말을 획득할 수 있다.In addition, the present invention can arrange a plurality of cyclones sequentially to obtain nanopowders having various particle size distributions according to the size or specific gravity of the nanopowder.
도 1은 종래의 나노분말 제조장치용 사이클론을 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노분말 제조장치를 나타낸 개략도,
도 3은 도 2에 적용되는 플라즈마 발생부를 나타낸 개략도,
도 4는 도 2에 적용되는 나노분말 제조장치용 사이클론을 나타낸 사시도,
도 5는 도 4의 단면도,
도 6은 도 2에 적용되는 다른 형태의 나노분말 제조장치용 사이클론을 나타낸 사시도,
도 7은 도 6의 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 나노분말 제조장치용 사이클론에 적용되는 격관을 나타낸 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 복수 개의 사이클론이 순차적으로 배치되는 경우를 나타낸 개략도,
도 10은 도 9의 변형예, 그리고,
도 11은 도 9의 또 다른 변형예이다.1 is a cross-sectional view of a conventional cyclone for a nano powder production apparatus,
FIG. 2 is a schematic view showing a nanopowder manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a schematic view showing a plasma generating part applied to FIG. 2,
Fig. 4 is a perspective view showing a cyclone for a nano powder production apparatus applied to Fig. 2,
5 is a cross-sectional view of Fig. 4,
FIG. 6 is a perspective view showing another type of cyclone for a nano powder production apparatus applied to FIG. 2;
Fig. 7 is a sectional view of Fig. 6,
FIG. 8 is a perspective view showing a bellows used in a cyclone for a nano powder production apparatus according to the present invention,
FIG. 9 is a schematic view showing a case where a plurality of cyclones are sequentially arranged in the nano powder production apparatus according to the present invention,
Fig. 10 is a modification of Fig. 9,
Fig. 11 is still another modification of Fig.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노분말 제조장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 반응챔버(110), 플라즈마 발생부(120), 사이클론(130) 및 포집부(140)를 포함한다.2, the
상기 반응챔버(110)는 파우더 공급기(150)로부터 공급된 원료 분말을 고온의 플라즈마를 통하여 기화시키기 위한 것이다.The
여기서, 상기 파우더 공급기(150)로부터 공급된 원료 분말은 마이크로 사이즈의 벌크 분말 형태이며, 20㎛ 이하, 바람직하게는 14㎛의 벌크 분말 형태로 제공되어 캐리어 가스와 함께 플라즈마 발생부(120) 측으로 주입된다.The raw material powder supplied from the
이러한 반응챔버(110)는 상부측에 상기 플라즈마 발생부(120)가 결합되며, 이송관을 통해 상기 사이클론(130)과 연결된다.The
여기서, 상기 반응챔버(110)의 내부로는 상기 원료 분말뿐만 아니라 플라즈마에 의해 기화된 나노분말을 운반하기 위한 캐리어 가스, 상기 기화된 나노분말을 냉각하기 위한 냉각가스 등이 주입될 수 있다.Herein, not only the raw material powder but also a carrier gas for transporting the nanopowder vaporized by the plasma, a cooling gas for cooling the vaporized nanopowder, etc. may be injected into the
상기 플라즈마 발생부(120)는 상기 반응챔버(110)의 상부측에 결합되어 10,000 ~ 14,000℃의 온도에 이르는 플라즈마를 발생시킴으로써 상기 파우더 공급기(150)로부터 공급된 원료 분말을 기화시키기 위한 것이다.The
이와 같은 상기 플라즈마 발생부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 캐리어 가스 및 원료 분말을 상기 반응챔버(110) 측으로 분사하기 위한 노즐(122a)을 갖는 주입관(122)과 상기 반응챔버(110)의 상부측에 결합되고 상기 주입관(122)을 둘러싸도록 배치되는 유도관(124) 및 상기 유도관(124)의 외주면에 감겨지는 유도코일(126)을 포함한다.3, the
여기서, 상기 주입관(122)은 외경이 상기 유도관(124)의 내경보다 작은 크기를 갖도록 구비되어 간극(127)이 형성되며, 상기 간극(127)을 통하여 시스 가스(sheath)가 공급됨으로써 원료 분말에 의한 주입관(122) 및 유도관(124)의 흡착을 방지하게 된다.The
더불어, 상기 시스 가스는 아르곤 가스, 질소가스, 수소가스 및 이들이 혼합된 가스가 사용될 수 있고, 상기 캐리어 가스는 아르곤 가스 또는 질소 가스 및 이들의 혼합된 가스 등이 사용될 수 있다.The sheath gas may be an argon gas, a nitrogen gas, a hydrogen gas, or a mixed gas thereof. The carrier gas may be an argon gas or a nitrogen gas, a mixed gas thereof, or the like.
상기 유도코일(126)은 고주파가 인가시 유도가열을 통해 플라즈마를 발생시키기 위한 것이다. 즉, 상기 유도코일(126)에 RF 주파수의 전원을 인가하면 유도관(124) 내부에 유도가열이 발생하여 플라즈마가 생성된다. 이러한 플라즈마 상태에서는 전자가 고주파 전류가 상기 유도코일(126)을 흐를 때 발생하는 자기장에 의해 가속되어 주위의 아르곤 가스와 충돌하여 이온화되고 새로운 전자와 아르곤 이온을 생성한다. 이와 같이 생성된 전자는 다시 아르곤 가스를 전리하여 전자의 증식작용을 하므로 전자밀도가 대단히 큰 플라즈마 상태를 유지하게 된다.The
여기서, 상기 유도코일(126)은 구리관으로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 구리관 내부에 냉각수가 유동되도록 함으로써 상기 유도코일(126)에 발생한 열을 냉각시킬 수도 있다.Here, the
이에 따라, 상기 주입관(122)을 통해 캐리어 가스와 함께 주입된 원료 분말은 상기 유도코일(126)에 의해 발생되는 플라즈마를 통해 기화된 후 캐리어 가스와 함께 반응챔버(110)의 내부로 하강하고, 상기 반응챔버(110)의 내부로 공급되는 냉각 가스에 의한 급냉을 통해 나노 크기의 분말로 합성된다.Accordingly, the raw material powder injected together with the carrier gas through the
이러한 나노분말은 펌프(160)의 펌핑 작동에 의해 상기 반응챔버(110)로부터 배출되어 상기 사이클론(130,230)을 거쳐 포집부(140) 측으로 이송된다. 여기서, 상기 나노분말과 함께 상기 반응챔버(110)로부터 배출되는 가스는 나노분말과 분리되어 외부로 배기된다.The nano powder is discharged from the
이때, 상기 유도코일(126)에 인가되는 전원은 별도의 전원공급부를 통해 공급될 수 있으며, 상기 전원은 소정의 주파수, 예컨대, 1~4 MHz의 고주파수를 가질 수 있다.At this time, the power source applied to the
또한, 상기 전원공급부와 플라즈마 발생부(120) 사이에는 상기 전원공급부에서 공급되는 전원을 증폭, 일례로 약 80KW로 증폭시킨 후 상기 유도코일(126) 측에 증폭된 전원이 공급될 수 있도록 오실레이터가 연결될 수 있다.An oscillator is provided between the power supply unit and the
더불어, 상기 오실레이터 및 플라즈마 발생부(120) 사이에는 임피던스 정합부(미도시)가 구비되어 오실레이터와 플라즈마 발생부(120)의 임피던스를 정합시킴으로써 증폭된 전원이 손실 없이 전달되도록 할 수도 있다.In addition, an impedance matching unit (not shown) is provided between the oscillator and the
상기 사이클론(130)은 상기 반응챔버(110)와 연결되어 상기 반응챔버(110)로부터 이송된 나노분말을 냉각시키면서 일정 크기 이상의 나노분말은 하강시켜 걸러내고 일정범위 내의 나노분말은 상승기류를 통하여 캐리어 가스, 쉬스 가스 등의 각종 가스와 함께 후단에 배치되는 포집부(140) 측으로 이송시키는 역할을 한다.The
즉, 상기 사이클론(130)은 캐리어 가스 등과 함께 유입구(131)를 통해 유입된 나노분말이 내벽면을 따라 하강하면서 크고 무거운 나노분말들은 하부로 집적되고, 일정범위 내의 나노분말은 상승기류에 의해 포집부(140) 측으로 이송된다.That is, in the
이를 위해, 본 발명에 따른 사이클론(130,230)은 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 몸체(133) 및 가이드부(134)를 포함한다.To this end, the
상기 몸체(133)는 상기 반응챔버(110)로부터 유입된 나노분말을 포함하는 기체가 선회 하강할 수 있도록 내부공간(138)을 갖는 함체 형상으로 구비된다.The
여기서, 상기 몸체(133)의 일측에는 상기 나노분말을 포함하는 기체를 상기 내부공간(138) 측으로 유입하기 위한 유입구(131)가 구비되고, 상기 몸체(133)의 상부측에는 상기 포집부(140)와 연결되는 배출구(132)가 구비되며, 상기 배출구(132)는 몸체(133)의 내부공간(138) 측으로 일정길이 돌출되는 배출관(136)이 연결된다.An
이때, 상기 유입구(131)는 상기 몸체(133)에 대하여 접선 방향으로 구비됨으로써 상기 내부공간(138)으로 유입된 나노분말을 포함하는 기체가 상기 몸체(133)의 내벽면을 따라 선회하면서 하강할 수 있도록 한다.At this time, the
이에 따라, 상대적으로 중량이 큰 나노분말은 원심력에 의해 상기 기체로부터 분리되어 상기 몸체(133)의 내벽면을 타고 하측으로 흘러내리게 되고 상대적으로 중량이 작은 기체는 몸체(133)의 내벽면을 따라 하강한 후 몸체(133)의 바닥면에 부딪힌 후 상기 몸체(133)의 중앙부 측에서 상승기류를 형성하면서 상승하여 상기 배출구(132)를 통해 포집부(140) 측으로 이송된다.Accordingly, the relatively large nano powder is separated from the gas by the centrifugal force, flows down on the inner wall surface of the
이때, 상기 몸체(133)의 내벽면에는 상기 유입구(131)를 통해 유입되는 나노분말을 포함하는 기체의 흐름방향을 안내하기 위한 가이드부(134)가 구비된다.At this time, the inner wall surface of the
즉, 상기 가이드부(134)는 일정길이를 갖는 판상의 가이드판으로 구비되고 일측단이 상기 몸체(133)의 내벽면에 접하도록 상기 몸체(133)의 내벽면을 따라 나선형으로 배치된다.That is, the
이에 따라, 상기 유입구(131)를 통해 내부공간(138)으로 유입된 나노분말을 포함하는 기체는 상기 가이드부(134)에 의해 유동방향이 안내됨으로써 선회 하강이 원활하게 이루어질 수 있게 된다. Accordingly, the gas including the nano powder flowing into the
더불어, 상기 가이드부(134)는 상기 몸체(133)의 내벽면을 구획하는 격판의 역할을 수행하게 됨으로써 상기 나노분말을 포함하는 기체가 상기 몸체(133)의 내벽면 전체를 골고루 지나갈 수 있도록 한다. 이로 인해, 상기 기체의 전체적인 유동거리를 증가시킴으로써 상기 기체에 포함된 소정 크기 이상의 나노분말이 상기 기체로부터 분리되지 않은 상태에서 상승기류를 통해 배출구(132) 측으로 배출되는 것을 방지하게 된다.In addition, the
이때, 상기 가이드부(134)는 상기 기체로부터 원심력에 의해 분리된 소정 크기 이상의 나노분말이 상기 몸체(133)의 내벽면을 따라 하방으로 원활하게 낙하할 수 있도록 장공의 통과공(135)이 관통형성된다.At this time, the
이와 같은 통과공(135)은 상기 가이드부(134)의 전체 길이에 대하여 형성될 수도 있고 부분적으로 형성될 수도 있다.The through
여기서, 상기 통과공(135)은 상기 몸체(133)의 내벽면을 따라 낙하하는 소정 크기 이상의 나노분말이 상기 가이드부(134)에 적재되지 않고 원활하게 이동할 수 있도록 일측이 상기 몸체(133)의 내벽면에 접하도록 구비될 수 있다.Here, the through
한편, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 사이클론(230)은 상기 몸체(133)의 외측에 상기 내부공간(138) 측으로 기체를 분사하여 상기 몸체(133)의 내벽면, 더욱 자세하게는 가이드부(134)를 따라 선회하는 기체의 속도를 증가시킬 수 있도록 기체공급관(180)이 구비될 수 있다.6 and 7, the
이와 같은 기체공급관(180)은 코일스프링과 같이 중심축에 대하여 소정의 회전반경을 갖는 나선형의 구조로 다수 회 절곡된 형태로 구비되며, 상기 몸체(133)의 외측을 둘러싸도록 배치된다.The
그리고, 상기 기체공급관(180)은 복수 개의 연결관(182)을 통해 상기 몸체(133)와 연결됨으로써 상기 연결관(182)을 통해 기체(이하, '제2기체'라함)가 상기 내부공간(138) 측으로 주입된다.The
이때, 상기 복수 개의 연결관(182)은 상기 몸체(133)의 내벽면을 따라 선회 하강하는 나노분말을 포함하는 기체(이하, '제1기체'라함)의 유동방향과 일치하는 방향으로 배열된다.At this time, the plurality of
일례로, 상기 기체공급관(180)은 상기 몸체(133)의 내벽면에 구비되는 가이드부(134)와 동일한 형상을 갖도록 구비되어 상기 몸체(133)의 외주면을 감싸도록 배치되고, 상기 복수 개의 연결관(182)은 상기 몸체(133)의 내벽면을 따라 선회하강하는 제1기체의 유동방향과 일치하는 방향으로 배열될 수 있다.For example, the
이에 따라, 상기 연결관(182)을 통해 주입된 제1기체는 상기 몸체(133)의 내벽면을 따라 유동하는 제2기체와 동일한 방향으로 주입됨으로써 상기 제2기체의 속도를 증가시킬 수 있게 된다. 이로 인해, 상기 제2기체는 속도의 증가에 의해 원심력이 증가함으로써 상기 제2기체에 포함된 소정 크기 이상의 나노분말의 분리를 촉진하게 된다.Accordingly, the first gas injected through the
여기서, 상기 연결관(182)을 통해 상기 몸체(133)의 내부로 주입되는 제2기체는 상술한 시스 가스 및 캐리어 가스와 동종의 가스가 사용됨으로써 상기 시스 가스 및 캐리어 가스와 반응하여 폭발 등이 일어나는 것을 방지하도록 한다.The second gas injected into the
더불어, 상기 몸체(133)의 하부측에는 상기 가이드부(134)를 따라 선회 하강하는 기체로부터 분리된 소정 크기 이상의 나노분말을 회수하기 위한 분말 회수함(미도시)이 구비될 수 있다.In addition, a powder recovery box (not shown) may be provided on the lower side of the
한편, 상기 몸체(133)는 상부에서 하부로 갈수록 내경이 서서히 작아지도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 몸체(133)는 높이방향을 따라 하부에서 상부로 갈수록 내경이 증가하는 형태로 구비된다.Meanwhile, the
이는, 상기 가이드부(134)를 통해 선회 하강한 기체가 상기 몸체(133)의 바닥면을 부딪쳐 방향이 전환된 후 상승기류를 형성하게 되는데 상부로 갈수록 내경이 커지게 됨으로써 상기 몸체(133) 내부에서 나선형으로 발달하는 상승기류가 활발하게 형성될 수 있도록 하기 위함이다.This is because the upward or downward flow of the gas swirled down through the
즉, 상기 플라즈마 발생부(120) 및 반응챔버(110)를 통해 생성된 나노분말은 펌프나 블로어 등으로부터 발생하는 송풍력에 의해 상기 반응챔버(110)로부터 사이클론(130,230) 측으로 유입되어 순환기류를 형성하고, 이러한 순환기류는 하방으로 흐르다가 몸체(133)의 바닥면에 의해 방향이 바뀌면서 상승기류로 전환된다.That is, the nano powder generated through the
이때, 상기 상승기류는 상방으로 갈수록 나선 반경이 증가하기 때문에 몸체(133)의 내경이 동일하게 되면 상승기류가 활발하게 발달할 수 없게 된다.At this time, since the upward airflow increases the helix radius toward the upward, if the inner diameter of the
따라서 본 발명에서는 상기 몸체(133)의 내경이 하부에서 상부로 갈수록 서서히 증가하도록 구성하여 상승기류의 발달을 유도함으로써 다량의 나노분말을 이송시킬 수 있게 되므로 전체적인 수율을 향상시킬 수 있게 된다.Accordingly, in the present invention, the inner diameter of the
또한, 상기 몸체(133)의 바닥면에는 상기 몸체(133)의 내벽면을 따라 하강한 제1기체를 유입하여 상방으로 안내하는 격관(137)이 배치될 수 있다.A
이러한 격관(137)은 도 8에 도시된 바와 같이 상,하부가 개방된 중공형으로 구비되고, 하부단이 상기 바닥면에 접하도록 배치된다. 이때, 상기 격관(137)의 일측에는 하부단으로부터 상방으로 일정높이 절개형성되는 개구부(137c)가 마련된다.As shown in FIG. 8, the
이러한 개구부(137c)는 상기 몸체(133)의 바닥면으로 하강한 제1기체를 상기 격관(137)의 내부로 유입하기 위한 통로 역할을 수행한다. 이때, 상기 개구부(137c)는 상기 격관(137)의 하부측에 부분적으로 구비될 수 있도록 한다. 이는, 나선형으로 선회하는 제1기체가 몸체(133)의 바닥면으로 하강한 후 상기 개구부(137c)를 통하여 격관(137)의 내부로 유입된 후 밀폐된 부분을 통하여 수평방향으로의 이동이 제한됨으로써 상기 격관(137)의 개방된 상부측으로 이동할 수 있도록 하기 위함이다.The
이때, 상기 격관(137)은 하부에서 상부로 갈수록 내경이 서서히 증가하는 제1부분(137a)과 하부에서 상부로 갈수록 내경이 서서히 감소하는 제2부분(137b)으로 구성되며, 상기 제2부분(137b)이 상기 제1부분(137a)의 하부에 배치된다. 여기서, 상기 개구부(137c)는 상기 제2부분(137b)의 일측에 구비된다.In this case, the
이에 따라, 상기 몸체(133)의 내벽면을 따라 하강한 제1기체는 상대적으로 넓은 내경을 갖는 제2부분(137b)을 통하여 상기 격관(137)의 내부로의 유입이 원활하게 이루어지고, 상부로 갈수록 내경이 서서히 증가하는 제1부분(137a)을 통하여 상승기류의 발달이 유도될 수 있게 된다.Accordingly, the first gas lowered along the inner wall surface of the
상기 포집부(140)는 상기 사이클론(130,230)으로부터 이송된 기체에 포함된 나노분말을 포집하기 위한 것이다.The collecting
이와 같은 포집부(140)는 챔버(142)의 내부에 적어도 하나의 필터부재(144)가 배치되어 상기 사이클론(130,230)으로부터 이송된 기체에 포함된 나노분말이 흡착됨으로써 포집된다.At least one filter member 144 is disposed in the chamber 142 to collect the nano powder contained in the gas transferred from the
여기서, 상기 필터부재(144)는 다수의 격자를 갖는 금속 메쉬로 이루어진 필터부재가 사용될 수 있으며, 상기 필터부재(144)의 격자 크기는 포집하고자 하는 나노분말의 크기를 고려하여 적절하게 조절될 수 있다. 이 경우, 상기 필터부재(144)에 의해 포집된 나노분말은 20nm ~ 100nm의 입도의 분포를 가질 수 있으며, 평균 50nm의 크기를 가질 수 있다.Here, the filter member 144 may be a filter member made of a metal mesh having a plurality of grids, and the grating size of the filter member 144 may be appropriately adjusted in consideration of the size of the nano powder to be collected have. In this case, the nano powder collected by the filter member 144 may have a particle size distribution of 20 nm to 100 nm, and may have an average size of 50 nm.
이때, 상기 필터부재(144)에 흡착된 나노분말은 상기 포집부(140)의 후단에 연결된 펌프(160)를 통하여 가스를 불어넣어 줌으로써 상기 필터부재(144)로부터 탈착된다.At this time, the nano powder adsorbed on the filter member 144 is detached from the filter member 144 by blowing gas through the
상기 펌프(160)와 포집부(140) 사이에는 나노분말과 함께 유동되는 가스를 추가적으로 냉각시키기 위한 열교환부(170)가 추가적으로 구비될 수 있다. 이러한 열교환부(170)는 냉각 가스를 이용한 공냉식을 적용할 수 있으며, 캐리어 가스, 쉬스 가스 등을 상온까지 냉각시켜 안전하게 외부로 배출할 수 있도록 한다.Between the
한편, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치(200)는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 반응챔버(110)와 포집부(140) 사이에 배치되는 사이클론이 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 사이클론(130,130',130")은 서로 직렬적으로 연결될 수 있다. 즉, 복수 개의 사이클론(130,130',130")은 전측에 배치되는 사이클론의 배출구가 후측에 배치되는 사이클론의 유입구에 각각 연결되도록 배치된다.9, a plurality of cyclones disposed between the
이하에서는 설명의 편의상, 상기 사이클론이 세 개로 구비되는 것으로 가정하고, 상기 반응챔버(110)에 가장 가까운 사이클론을 제1사이클론(130), 상기 포집부(140)에 가장 가까운 사이클론을 제3사이클론(130"), 제1사이클론(130) 및 제3사이클론(130") 사이에 배치되는 사이클론을 제2사이클론(130')으로 지칭하기로 한다. 그러나, 상기 사이클론의 설치개수를 이에 한정하는 것은 아니며 다양한 개수의 사이클론이 구비될 수 있음을 밝혀둔다.The cyclone closest to the
이는, 상기 복수 개의 사이클론(130,130',130")이 서로 순차적으로 연결됨으로써 각각의 사이클론의 내부에서 몸체의 내벽면을 따라 하강하면서 기체로부터 분리되는 나노분말의 크기가 상대적으로 큰 입자에서 작은 입자의 순으로 분리될 수 있도록 하기 위함이다.This is because the plurality of
이를 위해, 상기 복수 개의 사이클론(130,130',130")은 일정길이를 갖는 배출관(136)을 포함하고, 상기 배출관(136)은 각각의 몸체(133)에 형성되는 배출구(132)와 서로 연결됨으로써 상기 배출구(132)로부터 상기 몸체(133)의 내부공간(138) 측으로 일정길이 돌출되도록 한다.For this purpose, the plurality of
여기서, 상기 복수 개의 사이클론(130,130',130")은 상기 배출관(136)의 길이를 제외한 나머지 조건은 모두 동일하게 구성된다. 더불어, 상기 복수 개의 사이클론(130,130',130")은 유입구(131) 및 배출구(132)만으로 구성되는 기본구조의 사이클론 형태로 구비될 수도 있음을 밝혀둔다.Here, the plurality of
이때, 상기 복수 개의 사이클론(130,130',130")에 구비되는 각각의 배출관(136)은 배출관의 하부단으로부터 몸체(133)의 바닥면까지의 이격거리(H1,H2,H3)가 서로 다르게 구비되며, 전측에 배치되는 사이클론의 배출관이 후측에 배치되는 사이클론의 배출관보다 상대적으로 긴 길이를 갖도록 구비될 수 있다.At this time, the
즉, 상기 제1사이클론(130)에 구비되는 배출관(136)의 길이가 가장 길고, 상기 제3사이클론(130")에 구비되는 배출관(136)의 길이가 가장 짧도록 구비된다. 이에 따라, 상기 배출관(136)의 하부단으로부터 몸체(133)의 바닥면까지의 이격거리(H1,H2,H3)는 제1사이클론(130)이 가장 짧고 제3사이클론(130")이 가장 길게 된다.That is, the length of the
다시 말하면, 각각의 사이클론(130,130',130")에 구비되는 배출관의 길이가 서로 다르게 구비됨으로써 상승기류에 의한 제1기체의 상승시 각각의 배출관(136)까지 도달해야 하는 제1기체의 상승높이가 다르게 된다.In other words, since the lengths of the discharge pipes provided in the
이에 따라, 복수 개의 사이클론(130,130',130")을 순차적으로 통과하면서 각각의 배출관(136)을 통해 각각의 몸체로부터 외부로 배출되는 제1기체에 포함된 나노분말의 크기는 상승높이의 증가에 의해 점차적으로 작아지게 된다. Accordingly, the size of the nano powder contained in the first gas discharged from each of the bodies through each of the
이는, 상승높이의 증가에 의해 상대적으로 입자가 큰 나노분말은 자중에 의해 상승하는 과정에서 분리되고, 상대적으로 입자가 작은 나노분말만이 제1기체에 포함되어 배출관을 통해 배출되기 때문이다.This is because the nanopowder having a relatively large particle size is separated in an ascending process due to its own weight due to an increase in the height of elevation, and only the nanopowder having a relatively small particle size is included in the first gas and discharged through the discharge pipe.
이를 통해, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치(200)는 복수 개의 사이클론(130,130',130")을 거치면서 각각의 사이클론에서 유사한 크기를 갖는 나노분말들이 분리될 수 있게 된다.Thus, the nano
일례로, 상기 제1사이클론(130)에서 제2사이클론(130')측으로 유입되는 제1기체는 20 ~ 300nm의 크기를 갖는 나노분말이 포함될 수 있고, 상기 제2사이클론(130')에서 제3사이클론(130") 측으로 유입되는 제1기체는 20 ~ 150nm의 크기를 갖는 나노분말이 포함될 수 있으며, 상기 제3사이클론(130")에서 포집부(140) 측으로 유입되는 제1기체는 20 ~ 100nm의 크기를 갖는 나노분말이 포함됨으로써 상기 포집부(140)에서 필터부재(144)를 통해 20 ~ 100nm의 크기를 갖는 나노분말이 포집될 수 있다.For example, the first gas flowing from the
한편, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치(300)는 상기 제1기체에 포함된 나노분말을 크기별로 분급하기 위한 다른 방안으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 사이클론이 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 사이클론(130,130',130")은 상기 제1기체의 이동방향을 따라 전측에서 후측으로 갈수록 몸체(133)의 바닥면과 몸체의 측부 사이의 각도(θ1,θ2,θ3)가 점점 커지도록 구성할 수도 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 10, the
여기서, 상기 복수 개의 사이클론(130,130',130")은 내부공간을 갖는 몸체가 상부에서 하부로 갈수록 내경이 서서히 작아지도록 구비되며, 각각의 사이클론을 구성하는 몸체(133)의 바닥면과 측부 사이의 각도를 제외한 나머지 조건은 모두 동일하게 구성된다. 더불어, 상기 복수 개의 사이클론(130,130',130")은 유입구(131) 및 배출구(132)만을 포함하는 기본구조의 형태로 구비되고, 각각의 사이클론을 구성하는 몸체(133)의 바닥면과 측부 사이의 각도(θ1,θ2,θ3)만이 서로 상이한 형태로 구비될 수도 있음을 밝혀둔다.Here, the plurality of
일례로, 상기 제1사이클론(130)을 구성하는 몸체(133)는 바닥면과 측부 사이의 각도(θ1)를 75도로 구성하고, 상기 제2사이클론(130')을 구성하는 몸체(133)는 바닥면과 측부 사이의 각도(θ2)를 80도로 구성하며, 상기 제3사이클론(130")을 구성하는 몸체(133)는 바닥면과 측부 사이의 각도(θ3)를 85도로 구성할 수 있다.For example, the
이에 따라, 각각의 사이클론(130,130',130")에서 몸체(133)의 내벽면을 따라 바닥면까지 이동한 제1기체는 상승기류의 형성시 몸체의 바닥면과 측부 사이의 각도가 작을수록 상승기류의 발달에 유리한 원뿔 형태에 유사하게 된다.Accordingly, the first gas moved to the bottom surface along the inner wall surface of the
이는, 원뿔 형태에 가까울수록 상승기류의 증대를 통한 원심력의 크기가 증대되므로, 상대적으로 입자가 큰 나노분말을 상승시켜 외부로 배출할 수 있게 된다.This is because the centrifugal force due to the increase of the ascending airflow is increased as the shape of the cone is closer to that of the conical shape, so that the nano powder having a relatively large particle size can be raised and discharged to the outside.
이를 통해, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치(300)는 복수 개의 사이클론(130,130',130")을 거치면서 각각의 사이클론에서 유사한 크기를 갖는 나노분말들이 분리될 수 있게 된다.Accordingly, the nano
일례로, 상기 제1사이클론(130)에서 제2사이클론(130')측으로 유입되는 제1기체는 20 ~ 300nm의 크기를 갖는 나노분말이 포함될 수 있고, 상기 제2사이클론(130')에서 제3사이클론(130") 측으로 유입되는 제1기체는 20 ~ 150nm의 크기를 갖는 나노분말이 포함될 수 있으며, 상기 제3사이클론(130")에서 포집부(140) 측으로 유입되는 제1기체는 20 ~ 100nm의 크기를 갖는 나노분말이 포함됨으로써 상기 포집부(140)에서 필터부재(144)를 통해 20 ~ 100nm의 크기를 갖는 나노분말이 포집될 수 있다.For example, the first gas flowing from the
한편, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치(400)는 상기 제1기체에 포함된 나노분말을 크기별로 분급하기 위한 또 다른 방안이 도 11에 도시되어 있다.FIG. 11 shows another embodiment of a nano
즉, 복수 개의 사이클론(230,230',230")을 도 6 및 도 7에 도시된 사이클론으로 구성하고 상기 기체공급관(180)을 통해 몸체의 내부로 주입되는 제2기체의 주입속도를 다르게 함으로써 몸체(133)의 내벽면을 따라 유동되는 제1기체의 원심력을 다르게 할 수도 있다.That is, the plurality of
여기서, 상기 복수 개의 사이클론(230,230',230")은 모두 동일하게 구성된다.Here, the plurality of
구체적으로 설명하면, 상기 제1사이클론(230)에서 제3사이클론(230")으로 갈수록 상기 기체공급관(180)을 통해 몸체(133)의 내부로 주입되는 제2기체의 속도를 증가시킴으로써 몸체(133)의 내벽면을 따라 선회 하강하는 제1기체에 발생하는 원심력의 크기를 점차적으로 늘려주게 된다.Specifically, by increasing the speed of the second gas injected into the
이에 따라, 상기 제1사이클론(230)에서 제3사이클론(230")으로 갈수록 몸체(133)의 내벽면을 따라 선회 하강하면서 제1기체로부터 분리되는 나노분말의 크기가 점차적으로 증가하게 된다.As a result, the size of the nano powder separated from the first gas decreases gradually along the inner wall surface of the
일례로, 상기 제1사이클론(230)에서 제2사이클론(230')측으로 유입되는 제1기체는 20 ~ 300nm의 크기를 갖는 나노분말이 포함될 수 있고, 상기 제2사이클론(230')에서 제3사이클론(230") 측으로 유입되는 제1기체는 20 ~ 150nm의 크기를 갖는 나노분말이 포함될 수 있으며, 상기 제3사이클론(230")에서 포집부(140) 측으로 유입되는 제1기체는 20 ~ 100nm의 크기를 갖는 나노분말이 포함됨으로써 상기 포집부(140)에서 필터부재(144)를 통해 20 ~ 100nm의 크기를 갖는 나노분말이 포집될 수 있다.
For example, the first gas introduced from the
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100,200,300,400 : 나노분말 제조장치
110 : 반응챔버 120 : 플라즈마 발생부
122 : 주입관 122a : 노즐
124 : 유도관 126 : 유도코일
127 : 간극
130,130',130",230,230',230" : 사이클론
131 : 유입구 132 : 배출구
133 : 몸체 134 : 가이드부
135 : 통과공 136 : 배출관
137 : 격관 137a : 제1부분
137b : 제2부분 137c : 개구부
138 : 내부공간 140 : 포집부
142 : 챔버 144 : 필터부재
150 : 파우더 공급기 160 : 펌프
170 : 열교환부 180 : 기체공급관
182 : 연결관 H1,H2,H3 : 이격거리100, 200, 300, 400: Nano powder manufacturing apparatus
110: reaction chamber 120: plasma generator
122:
124
127: Clearance
130, 130 ', 130 ", 230, 230', 230"
131: inlet 132: outlet
133: body 134: guide portion
135: through hole 136: discharge pipe
137:
137b:
138: internal space 140:
142: chamber 144: filter member
150: Powder feeder 160: Pump
170: heat exchanger 180: gas supply pipe
182: Connector H1, H2, H3: separation distance
Claims (23)
상기 사이클론은,
유입구를 통해 유입되는 기체가 내벽면을 따라 하강하면서 상기 기체에 포함된 소정 크기 이상의 나노분말이 상기 기체로부터 분리되는 내부공간을 갖는 몸체;
상기 몸체의 내벽면에 구비되어 상기 기체가 나선형으로 선회하강할 수 있도록 상기 기체의 흐름방향을 안내하는 가이드부; 및
상기 내부공간 측으로 기체를 분사하여 상기 몸체의 내벽면을 따라 선회하는 기체의 속도를 증가시킬 수 있도록 상기 몸체의 외측에 배치되는 기체공급관;을 포함하고,
상기 기체공급관 및 몸체는 복수 개의 연결관을 매개로 연결되어 상기 기체공급관으로부터 내부공간 측으로 기체가 주입되고, 상기 복수 개의 연결관은 상기 몸체의 내벽면을 따라 유동하는 상기 나노분말을 포함하는 기체의 유동방향과 일치하는 방향으로 배열되는 나노분말 제조장치용 사이클론.A cyclone for a nano powder production apparatus disposed between a reaction chamber and a collecting section,
The cyclone,
A body having an inner space in which a gas introduced through an inlet port descends along an inner wall surface and a nano powder contained in the gas is separated from the gas;
A guide part provided on an inner wall surface of the body to guide the flow direction of the gas so that the gas can be spirally lowered; And
And a gas supply pipe disposed outside the body so as to increase the velocity of the gas circulating along the inner wall surface of the body by spraying the gas toward the inner space side,
Wherein the gas supply pipe and the body are connected to each other through a plurality of connection pipes so that gas is injected from the gas supply pipe to the inner space side and the plurality of connection pipes are connected to the inner wall surface of the body, And arranged in a direction coinciding with the flow direction.
상기 가이드부는 일정길이를 갖는 판상의 가이드판으로 구비되고, 상기 몸체의 내벽면에 높이방향을 따라 나선형으로 구비되는 나노분말 제조장치용 사이클론.The method according to claim 1,
Wherein the guide part is provided as a plate-shaped guide plate having a predetermined length and is provided in a spiral shape along the height direction on the inner wall surface of the body.
상기 가이드판은 상기 기체로부터 원심력에 의해 분리된 나노분말이 하방으로 낙하할 수 있도록 관통형성되는 장공의 통과공이 구비되는 나노분말 제조장치용 사이클론.3. The method of claim 2,
Wherein the guide plate is provided with a through hole having a through hole formed so as to allow the nano powder separated by the centrifugal force to fall from the base downward.
상기 몸체는 상부에서 하부로 갈수록 내경이 서서히 작아지도록 구비되는 나노분말 제조장치용 사이클론.The method according to claim 1,
Wherein the body has a gradually decreasing inner diameter from the upper part to the lower part.
상기 사이클론은,
유입구를 통해 유입되는 기체가 내벽면을 따라 하강하면서 상기 기체에 포함된 소정 크기 이상의 나노분말이 상기 기체로부터 분리되는 내부공간을 갖는 몸체;
상기 몸체의 내벽면에 구비되어 상기 기체가 나선형으로 선회하강할 수 있도록 상기 기체의 흐름방향을 안내하는 가이드부; 및
상기 몸체의 내벽면을 따라 하강한 기체를 유입하여 상방으로 안내할 수 있도록 상기 몸체의 바닥면에 배치되는 중공형의 격관;을 포함하고,
상기 격관은 하부단이 상기 바닥면에 접하도록 배치되고, 상기 격관의 일측에는 상기 몸체의 바닥면으로 하강한 기체를 상기 격관의 내부로 유입하기 위한 개구부가 하부단으로부터 상방으로 일정높이 절개형성되며,
상기 격관은 하부에서 상부로 갈수록 내경이 서서히 증가하는 제1부분과 하부에서 상부로 갈수록 내경이 서서히 감소하는 제2부분을 포함하고, 상기 제2부분이 상기 제1부분의 하부에 배치되는 나노분말 제조장치용 사이클론.A cyclone for a nano powder production apparatus disposed between a reaction chamber and a collecting section,
The cyclone,
A body having an inner space in which a gas introduced through an inlet port descends along an inner wall surface and a nano powder contained in the gas is separated from the gas;
A guide part provided on an inner wall surface of the body to guide the flow direction of the gas so that the gas can be spirally lowered; And
And a hollow hollow tube disposed on the bottom surface of the body so as to guide the downwardly flowing gas along the inner wall surface of the body,
The bulb is disposed such that a lower end of the bulb is in contact with the bottom surface, and an opening for introducing a gas, which is lowered to the bottom surface of the body, into the inside of the bulb, ,
Wherein the bulb includes a first portion having an inner diameter gradually increasing from the lower portion to an upper portion and a second portion having an inner diameter gradually decreasing from the lower portion toward the upper portion and the second portion is disposed at a lower portion of the first portion, Cyclone for manufacturing equipment.
상기 반응챔버에 결합되고 플라즈마를 발생시켜 공급된 원료를 기화시켜 나노분말로 생성시키는 플라즈마 발생부;
상기 플라즈마 발생부로부터 이송된 나노분말을 포함하는 기체로부터 소정 크기 이상의 나노분말을 분리하는 사이클론; 및
적어도 하나의 필터부재를 갖추고 상기 사이클론으로부터 이송된 기체로부터 나노분말을 포집하는 포집부;를 포함하고,
상기 사이클론은,
상기 반응챔버로부터 유입구를 통해 유입되는 기체가 내벽면을 따라 하강하면서 상기 기체에 포함된 소정 크기 이상의 나노분말이 상기 기체로부터 분리되는 내부공간을 갖는 몸체;
상기 몸체의 내벽면에 구비되어 상기 기체가 나선형으로 선회하강할 수 있도록 상기 기체의 흐름방향을 안내하는 가이드부; 및
상기 내부공간 측으로 기체를 분사하여 상기 몸체의 내벽면을 따라 선회하는 기체의 속도를 증가시킬 수 있도록 상기 몸체의 외측에 배치되는 기체공급관;을 포함하며,
상기 기체공급관 및 몸체는 복수 개의 연결관을 매개로 연결되어 상기 기체공급관으로부터 내부공간 측으로 기체가 주입되고, 상기 복수 개의 연결관은 상기 몸체의 외주면을 따라 상기 나노분말을 포함하는 기체의 유동방향과 일치하는 방향으로 배열되는 나노분말 제조장치.A reaction chamber;
A plasma generator coupled to the reaction chamber and generating a plasma to generate a nano powder by vaporizing the supplied raw material;
A cyclone separating a nano powder having a predetermined size or larger from a gas containing nano powder transferred from the plasma generating unit; And
And a collecting unit having at least one filter member and collecting the nano powder from the gas transferred from the cyclone,
The cyclone,
A body having an inner space in which a gas introduced through the inlet from the reaction chamber descends along an inner wall surface and a nano powder contained in the gas is separated from the gas;
A guide part provided on an inner wall surface of the body to guide the flow direction of the gas so that the gas can be spirally lowered; And
And a gas supply pipe disposed on the outer side of the body so as to increase the speed of the gas circulating along the inner wall surface of the body by spraying the gas toward the inner space side,
Wherein the gas supply pipe and the body are connected to each other through a plurality of connection pipes so that gas is injected from the gas supply pipe to the inner space side and the plurality of connection pipes are connected to the flow direction of the gas including the nano powder along the outer peripheral surface of the body And arranged in a matching direction.
상기 가이드부는 일정길이를 갖는 판상의 가이드판으로 구비되고, 상기 몸체의 내벽면에 높이방향을 따라 나선형으로 구비되는 나노분말 제조장치.10. The method of claim 9,
Wherein the guide portion is provided with a plate-shaped guide plate having a predetermined length and is provided in a spiral shape along the height direction on the inner wall surface of the body.
상기 가이드판은 상기 기체로부터 원심력에 의해 분리된 입자가 하방으로 낙하할 수 있도록 관통형성되는 장공의 통과공이 구비되는 나노분말 제조장치.11. The method of claim 10,
Wherein the guide plate is provided with a slotted through hole formed so that particles separated from the base by centrifugal force can be dropped downward.
상기 몸체는 상부에서 하부로 갈수록 내경이 서서히 작아지도록 구비되는 나노분말 제조장치.10. The method of claim 9,
Wherein the body is configured such that the inner diameter gradually decreases from the upper part to the lower part.
상기 반응챔버에 결합되고 플라즈마를 발생시켜 공급된 원료를 기화시켜 나노분말로 생성시키는 플라즈마 발생부;
상기 플라즈마 발생부로부터 이송된 나노분말을 포함하는 기체로부터 소정 크기 이상의 나노분말을 분리하는 사이클론; 및
적어도 하나의 필터부재를 갖추고 상기 사이클론으로부터 이송된 기체로부터 나노분말을 포집하는 포집부;를 포함하고,
상기 사이클론은,
상기 반응챔버로부터 유입구를 통해 유입되는 기체가 내벽면을 따라 하강하면서 상기 기체에 포함된 소정 크기 이상의 나노분말이 상기 기체로부터 분리되는 내부공간을 갖는 몸체;
상기 몸체의 내벽면에 구비되어 상기 기체가 나선형으로 선회하강할 수 있도록 상기 기체의 흐름방향을 안내하는 가이드부; 및
상기 유입구로부터 내부공간의 높이방향을 따라 하강하는 기체를 유입하여 상방으로 안내할 수 있도록 상기 몸체의 바닥면에 배치되는 중공형의 격관;을 포함하며,
상기 격관은 하부단이 상기 바닥면에 접하도록 배치되고, 상기 격관의 일측에는 상기 몸체의 바닥면으로 하강한 기체를 상기 격관의 내부로 유입하기 위한 개구부가 하부단으로부터 상방으로 일정높이 절개형성되며,
상기 격관은 하부에서 상부로 갈수록 내경이 서서히 증가하는 제1부분과 하부에서 상부로 갈수록 내경이 서서히 감소하는 제2부분을 포함하고, 상기 제2부분이 상기 제1부분의 하부에 배치되는 나노분말 제조장치.A reaction chamber;
A plasma generator coupled to the reaction chamber and generating a plasma to generate a nano powder by vaporizing the supplied raw material;
A cyclone separating a nano powder having a predetermined size or larger from a gas containing nano powder transferred from the plasma generating unit; And
And a collecting unit having at least one filter member and collecting the nano powder from the gas transferred from the cyclone,
The cyclone,
A body having an inner space in which a gas introduced through the inlet from the reaction chamber descends along an inner wall surface and a nano powder contained in the gas is separated from the gas;
A guide part provided on an inner wall surface of the body to guide the flow direction of the gas so that the gas can be spirally lowered; And
And a hollow hollow tube disposed on the bottom surface of the body so as to guide the gas descending along the height direction of the inner space from the inlet toward the upper side,
The bulb is disposed such that a lower end of the bulb is in contact with the bottom surface, and an opening for introducing a gas, which is lowered to the bottom surface of the body, into the inside of the bulb, ,
Wherein the bulb includes a first portion having an inner diameter gradually increasing from the lower portion to an upper portion and a second portion having an inner diameter gradually decreasing from the lower portion toward the upper portion and the second portion is disposed at a lower portion of the first portion, Manufacturing apparatus.
상기 사이클론은 복수 개가 구비되어 순차적으로 연결되고, 서로 이웃하는 사이클론은 전측에 배치되는 사이클론의 배출구가 후측에 배치되는 사이클론의 유입구에 연결되는 나노분말 제조장치.10. The method of claim 9,
Wherein the plurality of cyclones are sequentially connected to each other and the cyclones adjacent to each other are connected to an inlet of a cyclone in which a discharge port of the cyclone arranged at the front side is disposed at the rear side.
상기 복수 개의 사이클론은 배출구와 연결되고 상기 내부공간 측으로 돌출되는 일정길이를 갖는 배출관을 포함하고, 상기 기체의 이동방향을 따라 전측에서 후측으로 갈수록 각각의 사이클론에 구비되는 배출관의 하부단으로부터 상기 몸체의 바닥면까지의 이격거리가 짧아지는 나노분말 제조장치.18. The method of claim 17,
The plurality of cyclones may include a discharge pipe having a predetermined length connected to the discharge port and protruding toward the inner space. The discharge port of the cyclone from the lower end of the discharge pipe provided in each cyclone toward the rear side along the moving direction of the gas, Wherein the distance to the bottom surface is shortened.
상기 복수 개의 사이클론은 각각의 몸체가 상부에서 하부로 갈수록 내경이 서서히 작아지도록 구비되고, 상기 기체의 이동방향을 따라 전측에서 후측으로 갈수록 상기 몸체를 구성하는 바닥면과 측부 사이의 각도가 점점 커지는 나노분말 제조장치.18. The method of claim 17,
The plurality of cyclones are provided such that the inner diameter of each of the plurality of cyclones gradually decreases from the upper portion to the lower portion, and the angle between the bottom surface and the side portion of the body gradually increases from the front side to the rear side along the moving direction of the base body Powder production equipment.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20140051943 | 2014-04-29 | ||
KR1020140051943 | 2014-04-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150124904A KR20150124904A (en) | 2015-11-06 |
KR101731524B1 true KR101731524B1 (en) | 2017-04-28 |
Family
ID=54601161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150059211A KR101731524B1 (en) | 2014-04-29 | 2015-04-27 | Cyclone for manufacturing nano powder and apparatus of using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101731524B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107930870B (en) * | 2017-12-18 | 2024-04-16 | 江苏鑫华能环保工程股份有限公司 | Cyclone with centrifugal guide vane and cyclone |
KR102604400B1 (en) * | 2018-12-14 | 2023-11-20 | 주식회사 포스코 | Apparatus for collecting of rare earth solids |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2830618B2 (en) * | 1992-02-21 | 1998-12-02 | ダイキン工業株式会社 | Centrifugal oil separator |
JP2000237636A (en) * | 1999-02-24 | 2000-09-05 | Fuji Xerox Co Ltd | Cyclone device for collecting powder, and producing device of toner |
JP2002338280A (en) * | 2001-05-11 | 2002-11-27 | Kagoshima Prefecture | Manufacturing method and manufacturing apparatus for fine hollow glass spherical body |
JP3827243B1 (en) * | 2005-05-20 | 2006-09-27 | 優章 荒井 | Cyclone air purifier |
KR101296112B1 (en) * | 2010-12-13 | 2013-08-19 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Synthetic apparatus for nanopowder |
-
2015
- 2015-04-27 KR KR1020150059211A patent/KR101731524B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2830618B2 (en) * | 1992-02-21 | 1998-12-02 | ダイキン工業株式会社 | Centrifugal oil separator |
JP2000237636A (en) * | 1999-02-24 | 2000-09-05 | Fuji Xerox Co Ltd | Cyclone device for collecting powder, and producing device of toner |
JP2002338280A (en) * | 2001-05-11 | 2002-11-27 | Kagoshima Prefecture | Manufacturing method and manufacturing apparatus for fine hollow glass spherical body |
JP3827243B1 (en) * | 2005-05-20 | 2006-09-27 | 優章 荒井 | Cyclone air purifier |
KR101296112B1 (en) * | 2010-12-13 | 2013-08-19 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Synthetic apparatus for nanopowder |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20150124904A (en) | 2015-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9801266B2 (en) | Apparatus and method for sintering proppants | |
CN101391306B (en) | Device and method for preparing globular titanium micro-powder or ultra-micro powder | |
US7323655B2 (en) | Inductively coupled plasma reactor for producing nano-powder | |
WO2007001400A2 (en) | Cyclonic flow reaction vessel | |
JP6495323B2 (en) | Glass batch processing method and apparatus using dual source cyclone plasma reactor | |
US20050258149A1 (en) | Method and apparatus for manufacture of nanoparticles | |
CN107661983B (en) | Metal atomization powder manufacturing equipment with low satellite ball content | |
JP2017087155A (en) | Apparatus for producing fine particles and method for producing fine particles | |
JP2006512189A (en) | Method and plant for heat treatment of granular solids | |
KR101731524B1 (en) | Cyclone for manufacturing nano powder and apparatus of using the same | |
CN1203948C (en) | Equipment for preparing nano metal powder | |
KR101555328B1 (en) | Structure of multiple classification cyclone for manufacturing nano powder | |
CN109967755A (en) | A kind of spherical shape fine metal powder production system and its method | |
CN105598460A (en) | High-temperature evaporator for manufacturing micro-nanoscale metal powder | |
KR20150124903A (en) | Apparatus of manufacturing nano powder | |
KR101441370B1 (en) | Manufacturing apparatus of nano-sized powder | |
KR101724359B1 (en) | Method of manufacturing of silicon nanopowder and Apparatus of manufacturing of silicon nanopowder | |
JP2009173979A (en) | Method for feeding raw material into heating furnace | |
JPH0625717A (en) | Method and device for producing globular grain by high-frequency plasma | |
KR20150124905A (en) | Apparatus of manufacturing nano powder | |
CN113577852A (en) | Nano powder collecting system and collecting method | |
RU2692144C1 (en) | Device for production of structurally gradient powder materials (versions) | |
JP6666206B2 (en) | Cyclone device and classification method | |
RU2414993C2 (en) | Method of producing nanopowder using low-pressure transformer-type induction charge and device to this end | |
KR102491080B1 (en) | Powder spheronization device using plasma |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200312 Year of fee payment: 4 |