KR101765598B1

KR101765598B1 - 원료공급용 호퍼

Info

Publication number: KR101765598B1
Application number: KR1020150131498A
Authority: KR
Inventors: 김종윤; 김병한
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2017-08-23
Also published as: KR20170033580A

Abstract

본 발명은 진공탈탄설비와 같이 진공 상태를 요하는 설비에 원료를 공급하기 위한 호퍼에 관한 것으로서, 호퍼 내에서 가변가능하게 고정되는 구동수단; 상기 구동수단의 단부에 고정되되, 서로에 대하여 이격되도록 고정된 복수의 밀봉수단들; 및 상기 호퍼의 하단부에서 상기 밀봉수단들과 접촉하여 밀봉면들을 형성하는 원료공급구;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

원료공급용 호퍼{Hopper for feeding raw material}

본 발명은 원료공급용 호퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공탈탄설비와 같이 진공 상태를 요하는 설비에 원료를 공급하기 위한 호퍼에 관한 것이다.

일정한 분위기, 특히 진공 조건 하에서 원료 및/또는 부원료를 처리하기 위한 설비가 현장에서 다수 사용되고 있다. 예를 들면, 용강에 포함된 불순가스를 제거하기 위하여 용강을 환류시켜 용강의 성분을 균질화하는 RH탈가스 정련 설비와 같은 진공탈탄설비에 있어서 용강의 성분을 균질화하는 과정에서 합금철과 같은 원료(사용량에 따라서는 달리 '부원료'라고도 불리우며, 이하에서는 '원료'로 통일하여 기재함)를 투입할 것이 요구되는 경우가 있다.

일반적으로 강 제품은 용광로에서 철광석을 용융시켜서 수득되는 용선을 전로에 장입하여 1차 정련을 행하고, 래들로 출강한 다음, 출강된 강을 진공탈탄설비로 이송하여 2차 정련을 행한 후, 연주기에서 연속주조하는 것에 의해 제조된다.

저탄소강은 용강 중의 탄소함량이 0.02 내지 0.05%인 강을 말하며, 이러한 저탄소강을 제조하기 위해서는 전로공정에서 강종의 목표 성분치에 따라 합금철이 투입되고, 강의 청정성을 확보하기 위해 탈가스공정을 경유한 후, 연주공정으로 이송되어 주조작업을 행하여야 한다. 상기 전로에서는 전로 내에 용선과 고철을 장입하고, 산소랜스를 통해 산소를 취입하여 용강을 정련하게 되며, 이에 따라 용강 중 산소는 400 내지 900ppm 정도로 다량 함유된다.

한편, 전로 종점 탄소함량이 0.026% 미만인 강종에 대해서는 전로 출강작업 중 탈산작업을 실시하지 않는 출강법(경처리 출강법)으로 처리된다. 또한, 전로 종점 탄소함량이 0.026% 이상인 강종에 대해서는 전로 출강작업 중 알루미늄을 투입하여 산소를 제거하는 탈산 작업을 하는 출강법(중처리 출강법)으로 처리된다. 즉, 전로에서 출강하는 과정에서 강종 목표 성분치를 조정하기 위해서 강중 산소에 따른 알루미늄 탈산과 합금철인 철-망간(Fe-Mn) 등을 투입하게 된다.

상기와 같이 전로 출강작업이 끝나면 용강 품질의 청정성을 확보하기 위해 용강중 화학성분 미세조정 및 비금속 개재물 분리 부상, 온도 균일화 목적으로 탈가스처리를 하게 된다. 탈가스 처리공정에서는 진공조를 이용하여 용강을 환류시키고, 이때 연속주조작업에 적합한 온도로 조정하기 위해 냉각 및 승온 작업을 병행해야 한다.

도 1에 진공탈탄설비를 모식적으로 도시하였다. 도 1에 나타난 바와 같이, 진공조(1)에는 진공조(1) 내부의 기체를 배기시키기 위한 배기관(2) 및 진공조(1) 내로 원료(M), 즉 용강의 성분 조정을 위한 합금철 등이 공급되는 원료공급관(3)이 연결되고, 상기 원료공급관(3)에는 원료(M)의 공급을 위한 호퍼(4)가 연결된다. 상기 호퍼(4)의 하단부에는 밀봉수단(5)에 의해 반복가능하게 개폐되는 원료공급구가 형성되고, 상기 밀봉수단(5)은 구동수단, 예를 들면, 유압 및/또는 공압으로 작동되는 구동수단(6)에 의해 작동된다. 상기 작동수단은 예를 들면, 실린더(6a)와 상기 실린더(6a)에 가변가능하게 고정되어 상기 실린더(6a)의 압력상태에 따라 가변되는 피스톤(6b)에 의해 종동되어 상기 원료공급구를 개폐할 수 있으며, 상기 피스톤(6b)의 단부에 상기 밀봉수단(5)이 일체로 고정될 수 있다. 상기 호퍼(4)에도 배기관(8)이 연결될 수 있으며, 상기 배기관(8)에는 배기밸브(8a)가 설치될 수 있다. 또한, 신속한 원료 공급 및 진공조(1) 내부를 빠르게 진공 환경으로 만들기 위해서 상기 호퍼(4)에는 이 호퍼(4)와 동일 및/또는 유사한 구성을 갖는 제2 호퍼(9)가 더 구비될 수 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 진공조(1)를 사용하여 용강을 처리하는 경우, 일반적으로 용강이 적재된 래들을 진공조(1) 배셀이 용강에 침적될 때까지 래들을 상승시키고, 그후 진공조(1) 내부를 배기관(2)을 통해 배기시켜 진공 상태로 만든다. 이때, 진공조(1)를 진공 상태로 만들기 위한 진공수단으로서 통상 워터링 펌프 및 스팀을 포함하는 진공수단이 상기 배기관(2)에 연결되며, 이러한 진공수단의 가동에 의해 진공조(1) 내부에 진공을 형성시키게 되면 래들에 적치된 용강이 진공조(1) 하부의 배셀 상승관을 통과하여 진공조(1)로 상승하여 탈가스 처리 후 환류되게 된다. 이때 진공조(1)의 배셀 상승관 내부로 아르곤 가스와 같은 비활성가스를 주입하여 용강의 비중을 낮게 형성하여 용강이 진공조(1)의 진공의 힘에 의해 진공조(1)로 흡인되도록 한다. 후속하여, 진공조(1) 내부로 흡입된 용강에 합금철 등과 같은 원료(M)를 투입하여 용강 성분을 균질화 시키고, 탈가스 처리를 하게 된다. 한편, 진공조(1)의 내부에서 탈가스 처리된 용강은 그 비중이 높아져 진공조(1) 하부의 하강관을 통해 래들로 환류되게 된다.

따라서, 상기 탈가스처리 공정에서 중요한 공정 매개변수들 중의 하나로 특히 진공조(1) 내부를 완벽하게 진공상태로 만드는 것을 들 수 있다.

그러나, 이러한 상기 공정 중 도 1에 도시한 바와 같이 원료(M)를 장입하는 호퍼의 밀봉구조(달리 '배큠로크실'이라고도 함)에서 상당한 문제점이 있어 이의 개선책이 절실한 편이다.

즉, 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 호퍼(4)에 적치된 원료(M)인 합금철을 구동수단, 즉 실린더(6a)와 이에 연결되는 피스톤(6b)을 동작시켜 밀봉수단(5)을 개방시켜 합금철 투입 후 밀봉수단(5)을 폐쇄시켜 밀봉(실링)을 하게 되는데, 이러한 호퍼(4)의 밀봉구조에서 밀봉을 방해하는 문제점들이 발생하곤 한다.

예를 들면, 도 1에서 확대하여 도시한 바와 같이, 호퍼(4)의 하단부의 원료공급구가 밀봉수단(5)에 의해 반복적으로 개폐됨에 있어서, 원료(M)로부터 분리되는 이물질(S)들이 원료공급구와 밀봉수단(5) 사이에 누적되면서 그러한 누적된 이물질(S)에 의해 원료공급구와 밀봉수단(5) 간에 긴밀한 접촉이 이루어지는 것이 불가능해거나 부분적으로 접촉이 이루어지지 않게 되는 등의 문제가 주로 발생하곤 한다. 이러한 이물질(S)의 존재로 인한 밀봉의 실패는 진공조(1)의 진공 형성 내지는 충분한 진공 상태의 유지에 악영향을 미칠 수 있게 되고, 밀봉수단(5)을 변형시키거나 파공시켜 밀봉수단(5)을 교체하여야만 하는 문제점을 제공하고 있다. 또한, 진공조(1) 내부의 용강의 처리 동안 발생되는 고온 분위기가 밀봉수단(5)에 직접 영향을 주어 밀봉수단(5)이 용융되어 밀봉 효율이 떨어지는 등의 문제점이 있어 이의 개선책이 절실한 실정이다.

대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0177696호 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2010-0046482호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 복수의 밀봉수단들을 구비하여 진공 분위기 형성을 확실하게 하도록 하는 것을 가능하게 하며, 또한 밀봉수단들에 의한 개폐 동작 시 밀봉수단의 동작과는 별개로 및/또는 밀봉수단의 동작에 연계하여 밀봉수단들이 접촉하는 부위를 반복적으로 청소하고, 또한 밀봉수단들이 고온 분위기에 노출되는 것을 방지할 수 있는 는 원료공급용 호퍼를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 일 태양에 따르면, 호퍼 내에서 가변가능하게 고정되는 구동수단; 상기 구동수단의 단부에 고정되되, 서로에 대하여 이격되도록 고정된 복수의 밀봉수단들; 및 상기 호퍼의 하단부에서 상기 밀봉수단들과 접촉하여 밀봉면들을 형성하는 원료공급구;를 포함하는 원료공급용 호퍼가 제공된다.

상기 원료공급구는 지면에 대한 수직방향에 대하여 제1 각도(α)로 경사지게 형성되는 상부경사면 및 제2 각도(β)로 경사지게 형성되는 하부경사면들을 갖는 후육부를 더 포함하며, 상기 복수의 밀봉수단들 중 어느 하나의 밀봉수단이 상기 후육부의 상부경사면과 그리고 상기 복수의 밀봉수단들 중 다른 하나의 밀봉수단이 상기 후육부의 하부경사면과 각각 접촉하도록 구동수단에 고정될 수 있다.

상기 구동수단에는 구동수단의 진행방향의 순서로 제1 밀봉수단이 고정되고, 상기 제1 밀봉수단에 선행하도록 제2 밀봉수단이 고정되고 그리고 상기 제2 밀봉수단에 선행하도록 제3 밀봉수단이 더 고정될 수 있다.

상기 제1 밀봉수단은 경질의 내열성 재질로 만들어질 수 있다.

상기 제1 밀봉수단은 그의 가장자리가 경사면을 갖도록 형성될 수 있다.

상기 제2 밀봉수단은 탄성을 갖는 내열성 재질로 만들어질 수 있다.

상기 제3 밀봉수단은 탄성을 갖는 내열성 재질의 심재 및 상기 심재의 외주면에 일체로 고정되는 복수의 섬유재들을 포함할 수 있다.

상기 구동수단은 상기 제3 밀봉수단을 회전시키기 위한 회전수단을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 원료공급용 호퍼에 의하면, 복수의 밀봉수단들을 구비하여 진공 분위기 형성을 확실하게 하도록 하는 것을 가능하게 하며, 또한 밀봉수단들에 의한 개폐 동작 시 밀봉수단의 동작과는 별개로 및/또는 밀봉수단의 동작에 연계하여 밀봉수단들이 접촉하는 부위를 반복적으로 청소하고, 또한 밀봉수단들이 고온 분위기에 노출되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과를 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 원료공급용 호퍼 및 이 호퍼가 연결되는 진공조를 모식적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 원료공급용 호퍼 및 이 호퍼가 연결되는 진공조를 모식적으로 도시한 구성도로서, 상기 호퍼 하단의 원료공급구를 통하여 원료가 공급되도록 원료공급구가 개방된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 원료공급용 호퍼 및 이 호퍼가 연결되는 진공조를 모식적으로 도시한 구성도로서, 상기 호퍼 하단의 원료공급구가 폐쇄된 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 태양에 따른 원료공급용 호퍼는, 호퍼(4) 내에서 가변가능하게 고정되는 구동수단(6); 상기 구동수단(6)의 단부에 고정되되, 서로에 대하여 이격되도록 고정된 복수의 밀봉수단(11, 12, 13)들; 및 상기 호퍼(4)의 하단부에서 상기 밀봉수단(11, 12, 13)들과 접촉하여 복수의 밀봉면들을 형성하는 원료공급구(21);를 포함함을 특징으로 한다.

호퍼는 일반적으로 각추형 또는 원뿔형과 같은 깔때기 형상의 용기로 하부에 배출구(원료공급구)를 가지며, 상부에서 분체 형상, 입자 형상의 것을 투입해서 여기에 일시 보류시키고, 하부에서 꺼내도록 되어 있는 것으로서, 미립체나 수량이 많은 작은 물건의 운반 도중에 이용되며, 그 전후의 운반량의 조정 역할을 하는 경우가 많다. 운반량의 변동에 대응할 수 있는 용량을 가지고, 하부에서 일정량씩 방출할 수 있도록 되어 있는 것이 많다. 본 발명에서 상기 호퍼(4)는 이를 경유하여 진공조(1)로 원료를 원활하게 그리고 단속적으로 공급함과 동시에 진공조(1) 내부의 진공 환경의 형성을 용이하게 하도록 진공조(1)를 개폐하는 기능을 하는 것을 의미한다. 즉, 상기 호퍼(4)는 그 하단부에 형성되는 원료공급구(21)를 단속적으로 개폐토록 구성함으로써 원료공급구(21)의 개방 시 그를 통하여 상기 진공조(1) 내부로 원료를 공급하고, 원료공급구(21)의 폐쇄 시 진공조(1) 내부를 외기로부터 차단시켜 진공 분위기의 형성을 용이하게 하고, 그에 의하여 목적하는 공정의 수행을 가능하게 하는 기능을 한다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 원료공급구(21)는 원료공급관(3)을 통하여 상기 진공조(1)에 연결되고, 상기 진공조(1)에는 진공조(1) 내부에 진공 분위기를 형성시키기 위한 배기관(2)이 더 연결될 수 있으며, 상기 배기관(2)에는 진공펌프 등과 같은 배기수단(도시하지 않음)이 더 연결될 수 있다.

상기 구동수단(6)은 상기 호퍼(4) 내에서 특히 그 하단부에 일체로 고정되는 밀봉수단(11, 12, 13)들을 가변시켜 상기 호퍼(4)의 원료공급구(21)를 개폐토록 기능한다. 본 발명에서 상기 구동수단(6)은 상기 밀봉수단(11, 12, 13)들을 가동시켜 상기 원료공급구(21)를 개폐할 수 있는 것이라면 어느 것이나 사용이 가능한 것으로 이해될 수 있으며, 예를 들면, 상기 구동수단(6)은 유압 및/또는 공압으로 작동되는 실린더(6a)와 상기 실린더(6a)에 가변가능하게 고정되어 상기 실린더(6a)의 압력상태에 따라 가변되는 피스톤(6b)을 포함할 수 있다.

상기 밀봉수단(11, 12, 13)들은 상기 구동수단(6)의 단부에 고정되되, 서로에 대하여 이격되도록 고정되며, 본 발명에서는 2개 이상 복수개로 구성됨을 특징으로 한다. 상기 밀봉수단(11, 12, 13)들은 상기 구동수단(6)의 단부에 고정되어 상기 구동수단(6)의 구동에 의하여, 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 실린더(6a)와 피스톤(6b)의 조합으로 이루어지는 구동수단(6)에서 피스톤(6b)이 실린더(6a) 내부로 인입되는 경우에 상기 밀봉수단(11, 12, 13)들이 상기 원료공급구(21)를 개방시킬 수 있고, 달리 도 3에 나타낸 바와 같이, 피스톤(6b)이 실린더(6a) 외부로 인출되는 경우에 상기 밀봉수단(11, 12, 13)들이 상기 원료공급구(21)를 폐쇄시킬 수 있다. 따라서, 상기 구동수단(6)의 반복적인 동작에 의하여 상기 원료공급구(21)를 반복적으로 개폐시키는 것을 가능하게 하고, 그에 의하여, 상기 호퍼(4) 내부로 공급되어 일시적으로 수용되는 원료(M)를 단속적으로 진공조(1)로 공급하는 것을 가능하게 할 수 있다.

본 발명의 다른 일 태양에 따르면, 상기 원료공급구(21)는 지면에 대한 수직방향에 대하여 제1 각도(α)로 경사지게 형성되는 상부경사면(21b) 및 제2 각도(β)로 경사지게 형성되는 하부경사면(21c)들을 갖는 후육부(21a)를 더 포함하며, 상기 복수의 밀봉수단(11, 12, 13)들 중 어느 하나의 밀봉수단, 즉 도 2 및 도 3에 나타난 바에 따르면, 제1 밀봉수단(11)이 상기 후육부(21a)의 상부경사면(21b)과 그리고 상기 복수의 밀봉수단(11, 12, 13)들 중 다른 하나의 밀봉수단, 즉 도 2 및 도 3에 나타난 바에 따르면, 제2 밀봉수단(12)이 상기 후육부(21a)의 하부경사면(21c)과 각각 접촉하도록 구동수단(6)에 고정될 수 있다. 상기 제1 각도(α) 및 제2 각도(β)는 제한이 없으나, 바람직하게는 5 내지 85°, 보다 바람직하게는 30 내지 60°, 가장 바람직하게는 40 내지 50°의 범위 이내가 될 수 있으며, 5° 미만으로 되거나, 85°를 초과하는 경우, 경사가 거의 형성되지 않거나 또는 너무 급경사로 형성되어 접촉면적의 증대 등에 큰 효과를 부여하지 못하게 될 문제점이 있을 수 있다. 또한, 상기 경사면의 각도에 대한 기재는 이하에서 후술되는 다른 경사면들에 대하여도 동일 및/또는 유사하게 적용될 수 있으며, 반복적인 설명은 피하기로 한다.

상기 구동수단(6)에는 구동수단(6), 특히 구동수단(6)의 피스톤(6b)의 진행방향의 순서로 제1 밀봉수단(11)이 고정되고, 상기 제1 밀봉수단(11)에 선행하도록 제2 밀봉수단(12)이 고정되고 그리고 상기 제2 밀봉수단(12)에 선행하도록 제3 밀봉수단(14)이 더 고정될 수 있다. 그러나, 이들은 단지 설명의 편의를 위하여 순서를 정한 것이며, 서로 그 위치를 달리하여 고정시키는 것 또한 가능함은 이해되어야 할 것이다.

바람직하게는 상기 구동수단(6)의 하단부에서 최상위에 위치되도록 고정되는 상기 제1 밀봉수단(11)은 경질의 내열성 재질로 만들어질 수 있다. 이 제1 밀봉수단(11)은 실질적으로 호퍼(4)의 원료공급구(21)를 반복적으로 개폐시켜 호퍼(4) 내의 원료(M)의 진공조(1)로의 공급을 단속하는 기능을 하며, 종래의 호퍼에서의 밀봉수단과 동일 및/또는 유사한 기능을 수행하는 것으로 이해될 수 있다. 상기 경질의 내열성 재질로는 예를 들면 금속, 세라믹, 가류된 고무 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이들로 제한되는 것으로 의도되는 것이 아님은 이해될 수 있을 것이다.

특히, 상기 제1 밀봉수단(11)은 그의 가장자리가 경사면을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 밀봉수단(11)은 그의 가장자리가 바람직하게는 상부경사면(11a)과 하부경사면(11b)을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 제1 밀봉수단(11)의 하부경사면(11b)은 상기 원료공급구(21)의 후육부(21a)의 상부경사면(21b)과 면접촉을 이룰 수 있게 되며, 그에 의하여 상기 제1 밀봉수단(11)의 하부경사면(11b)과 상기 원료공급구(21)의 후육부(21a)의 상부경사면(21b)과의 면접촉에 의하여 형성되는 밀봉면의 기밀 상태를 양호하게 유지하는 것을 가능하게 할 수 있으며, 따라서 상기 진공조(1)의 진공 분위기를 용이하게 형성시키는 것을 가능하게 할 수 있다. 또한, 상기 제1 밀봉수단(11)의 상부경사면(11a)은 그 위에 원료(M) 및/또는 원료(M)의 부스러기나 파쇄된 미세한 분쇄물 등이 퇴적되는 것을 방지하고, 원료(M)가 잘 흘러내려 종국적으로 상기 호퍼(4)의 원료공급구(21)를 통하여 배출되는 것을 돕는 기능을 한다.

바람직하게는 상기 구동수단(6)의 하단부에서 최상위에 위치되도록 고정되는상기 제1 밀봉수단(11)의 하방에 고정되는 상기 제2 밀봉수단(12)은 탄성을 갖는 내열성 재질로 만들어질 수 있다. 상기 제2 밀봉수단(12)은 상기 제1 밀봉수단(11)으로부터 이격되도록 고정되며, 이를 위하여는, 예를 들면, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 밀봉수단(11)으로부터 연장되는 연결수단(13)에 의해 상기 제1 밀봉수단(11)으로부터 이격되도록 고정되며, 특히 바람직하게는 상기 제1 밀봉수단(11)과 제2 밀봉수단(12) 사이의 이격된 길이는 상기 원료공급구(21)의 상기 후육부(21a)의 상부경사면(21b)과 하부경사면(21c) 사이의 길이에 대응하는 길이가 될 수 있다. 그에 의하여, 상기 제1 밀봉수단(11), 바람직하게는 상기 제1 밀봉수단(11)의 하부경사면(11b)이 상기 후육부(21a)의 상부경사면(21b)과 접촉될 때, 상기 제2 밀봉수단(12)이 상기 후육부(21a)의 하부경사면(21c)과 접촉되도록 할 수 있으며, 그에 의하여 상기 원료공급구(21)의 밀봉이 보다 확실하게 이루어지도록 할 수 있으며, 따라서 진공조(1)의 진공 분위기가 더욱 용이하게 형성될 수 있도록 하는 것을 가능하게 할 수 있다. 상기 제2 밀봉수단(12)은 탄성의 내열성 재질, 예를 들면, 가류된 고무로 제조될 수 있으며, 따라서 상기 제2 밀봉수단(12)이 상기 후육부(21a)의 하부경사면(21c)과 접촉하기 이전에 상방으로부터 하방으로 이동되면서 상기 원료공급구(21), 특히 상기 원료공급구(21)의 후육부(21a)와 마찰하면서 통과하게 되며, 그에 따라 상기 원료공급구(21), 특히 상기 원료공급구(21)의 후육부(21a)에 잔류할 수 있는 원료(M) 및/또는 원료(M)의 부스러기나 원료의 파쇄물 등을 쓸어내려 이들을 제거하는 것을 가능하게 하며, 따라서 이들 원료(M) 및/또는 원료(M)의 부스러기나 원료의 파쇄물 등이 누적 및/또는 퇴적되는 것을 방지하여 청결한 상태를 유지하도록 할 수 있다. 여기에서, 비록 도 2 및 도 3에서는 상기 제2 밀봉수단(12)의 측면이 편평하게 도시되어 있으며, 그에 따라, 상기 제2 밀봉수단(12)과 상기 후육부(21a)의 하부경사면(21c)이 선접촉을 하는 것으로 나타나 있기는 하나, 상기 제2 밀봉수단(12) 역시 상기 제1 밀봉수단(11)과 마찬가지로 상부경사면을 갖도록 형성될 수 있으며, 그에 의하여 상기 제2 밀봉수단(12)의 상부경사면이 상기 후육부(21a)의 하부경사면(21c)과 면접촉되도록 하는 것을 가능하게 할 수 있으며, 그에 의하여 상기 원료공급구(21)의 밀봉이 보다 확실하게 이루어지도록 할 수 있으며, 따라서 진공조(1)의 진공 분위기가 더욱 용이하게 형성될 수 있도록 하는 것을 가능하게 할 수 있다.

바람직하게는 상기 구동수단(6)의 하단부에 고정되는 상기 제2 밀봉수단(12)의 하방에 고정되는 상기 제3 밀봉수단(14)은 탄성을 갖는 내열성 재질의 심재 및 상기 심재의 외주면에 일체로 고정되는 복수의 섬유재들을 포함할 수 있다. 이러한 구성의 제3 밀봉수단(14)은 상기 구동수단(6), 바람직하게는 상기 구동수단(6)의 피스톤(6b)의 최하단부에 고정되며, 상기 구동수단(6)의 상하로의 반복적인 왕복운동에 의하여 상기 제3 밀봉수단(14)이 통과하는 경로 주변에 위치되는 부분들, 즉, 상기 원료공급구(21) 및/또는 상기 후육부(21a)들과 마찰하면서 이들의 표면을 청소하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 심재를 구성하는 재료에 제한은 없으나, 바람직하게는 상기 심재는 천연섬유, 합성섬유 및/또는 이들의 혼합물을 가공(예를 들면, 니들펀칭)하여 수득되는 부직포로 제조될 수 있다. 또한, 상기 심재의 외주면에는 복수의 섬유재들이 일체로 고정되어 상기 원료공급구(21) 및/또는 상기 후육부(21a)들과의 마찰 시, 접촉면적을 증가시켜 이들의 표면을 청소하는 기능을 수행할 수 있으며, 그에 의하여, 이들의 표면들에 잔류할 수 있는 원료(M) 및/또는 원료(M)의 부스러기나 원료의 파쇄물 등을 쓸어내려 이들을 제거하는 것을 가능하게 한다. 따라서 이들 원료(M) 및/또는 원료(M)의 부스러기나 원료의 파쇄물 등이 누적 및/또는 퇴적되는 것을 방지하여 청결한 상태를 유지하도록 할 수 있다.

특히, 상기 제3 밀봉수단(14)에 의한 청소 효과를 높이기 위하여, 바람직하게는, 상기 구동수단(6)은 상기 제3 밀봉수단(14)을 회전시키기 위한 회전수단(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 상기 제3 밀봉수단(14)을 회전시키기 위해서는 별도의 회전수단이 상기 구동수단(6)에 부가될 수 있기는 하나, 달리, 크랭크 기구를 사용하지 않고 피스톤에 해당하는 부분이 직접 회전 운동을 하여 보통의 왕복 피스톤식과 동일한 사이클을 하는 형식의 회전 피스톤 기구(rotary piston machine)가 사용될 수 있다. 특히, 회전 피스톤 기구의 기구학적 형식에 따라, 자전 피스톤 기구, 공전 피스톤 기구, 회전식 피스톤 기구 등이 구현될 수 있다.

비록, 상기한 바의 구성을 갖는 본 발명에 따른 원료공급용 호퍼는 단일의 호퍼에 대하여 설명하기는 하였으나, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 동일 및/또는 유사한 구성을 가지며, 동일 및/또는 유사한 기능을 하는 제2 호퍼(9)를 더 포함할 수 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 원료공급용 호퍼를 사용하는 경우, 먼저 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 구동수단(6)을 구동시켜, 즉 상기 구동수단(6)의 피스톤(6b)이 상기 실린더(6a) 내부로 인입되도록 조작하면, 상기 제1 밀봉수단(11) 내지 제3 밀봉수단(14)들이 상기 원료공급구(21)로부터 빠져나와 상기 원료공급구(21)와의 접촉 상태가 해제되도록 함으로써 상기 호퍼(4) 내의 원료(M)가 상기 진공조(1) 내로 투입될 수 있게 된다. 소정량의 원료(M)가 투입된 후, 역으로 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 구동수단(6)을 구동시켜, 즉 상기 구동수단(6)의 피스톤(6b)이 상기 실린더(6a) 외부로 인출되도록 조작하면, 상기 제1 밀봉수단(11) 내지 제3 밀봉수단(14)들이 상기 원료공급구(21)로 진입되어 상기 원료공급구(21)와의 접촉 상태가 설정되도록 함으로써 상기 호퍼(4) 내의 원료(M)가 상기 진공조(1) 내로 더 이상 투입되지 않도록 할 수 있게 된다. 따라서, 상기 호퍼(4)는 다시 원료(M)를 더 채울 수 있는 상태가 되고, 상기 진공조(1)는 그 내부의 공기 등의 기체를 배기시키는 것에 의하여 적절한 공정을 수행하기 위한 진공 분위기를 형성할 수 있게 된다. 이때, 상기 제1 밀봉수단(11) 내지 제3 밀봉수단(14)들이 상기 원료공급구(21)와의 접촉을 긴밀하게 유지하도록 함으로써, 바람직하게는 제1 밀봉수단(11)의 하부경사면(11b)이 상기 원료공급구(21)의 후육부(21a)의 상부경사면(21b)과 면접촉을 이루고, 상기 제2 밀봉수단(12)이 상기 후육부(21a)의 하부경사면(21c)과 선접촉 내지는 면접촉을 이루고, 그리고 상기 제3 밀봉수단(14)이 상기 원료공급구(21)와 상기 진공조(1)를 연결하는 원료공급관(3)의 내벽과 면접촉을 이루도록 함으로써 다중의 밀봉면들이 형성되는 것을 가능하게 하여 상기 진공조(1)의 진공 분위기 형성을 용이하게 하는 것을 가능하게 하며, 거기에 더해 상기 제2 밀봉수단(12)과 제3 밀봉수단(14)들에 의한 청소기능에 의해 상기 원료공급구(21), 상기 원료공급구(21)의 후육부(21a) 등에 원료(M) 및/또는 원료(M)의 부스러기나 원료의 파쇄물 등이 잔존하지 않도록 제거하는 청소기능을 수행할 수 있다. 특히, 상기 제3 밀봉수단(14)은 상기 제1 밀봉수단(11) 및/또는 제2 밀봉수단(12)들이 상기 진공조(1)로부터 상승될 수 있는 열기 및/또는 반응가스 분위기 등에 직접적으로 노출되지 않도록 할 수 있다. 특히, 상기 제3 밀봉수단(14)은 회전가능하게 고정되며, 이의 회전에 의해 상기한 바와 같은 청소기능을 보다 확실하게 수행하는 것을 가능하게 할 수 있다.

1: 진공조 2: 배기관
3: 원료공급관 4: 호퍼
5: 밀봉수단 6: 구동수단
6a: 실린더 6b: 피스톤
8: 배기관 8a: 배기밸브
9: 제2 호퍼 11: 제1 밀봉부재
11a: 상부경사면 11b: 하부경사면
12: 제2 밀봉부재 13: 연결수단
14: 제3 밀봉부재 21: 원료공급구
21a: 후육부 21b: 상부경사면
21c: 하부경사면
M: 원료 S: 이물질

Claims

지면에 수직한 방향에 대하여 제1 각도(α)로 경사지게 형성된 상부경사면 및 제2 각도(β)로 경사지게 형성된 하부경사면을 갖는 후육부를 구비하는 원료공급구가 하단부에 마련된 호퍼 내에 가변가능하게 고정된 구동수단;
상기 구동수단에 고정되며 상기 상부경사면과 접촉하여 밀봉면을 형성하는 제1 밀봉 수단;
상기 제1 밀봉 수단의 하부에서 상기 구동수단에 고정되되 상기 구동수단의 가변에 의한 상기 원료공급구의 개폐 동작시에 상기 후육부와 마찰하면서 상기 원료공급구를 통과하도록 상기 구동수단의 소정 위치에 결합되며 상기 하부경사면과 접촉하여 밀봉면을 형성하는 제2 밀봉수단;및
상기 제2 밀봉 수단의 하부에서 상기 구동수단에 고정되되 상기 구동수단의 가변에 의한 상기 원료공급구의 개폐 동작시에 상기 후육부와 마찰하면서 상기 원료공급구를 통과하도록 상기 구동수단의 소정 위치에 결합된 제3 밀봉수단;을 포함하고,
상기 제3 밀봉수단은 심재 및 상기 심재의 외주면에 일체로 고정되며 상기 후육부와 마찰되어 이물질을 제거하는 복수의 섬유재를 포함하는 원료공급용 호퍼.
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제 1 항에 있어서,
상기 제1 밀봉수단이 경질의 내열성 재질로 만들어짐을 특징으로 하는 원료공급용 호퍼.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 밀봉수단이 그의 가장자리가 경사면을 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 원료공급용 호퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 밀봉수단이 탄성을 갖는 내열성 재질로 만들어짐을 특징으로 하는 원료공급용 호퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 심재는 탄성을 갖는 내열성 재질로 만들어짐을 특징으로 하는 원료공급용 호퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 구동수단이 상기 제3 밀봉수단을 회전시키기 위한 회전수단을 더 포함함을 특징으로 하는 원료공급용 호퍼.