KR102049478B1 - 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치는, 내부에 공간을 구비하여 분말을 수용하는 용기와, 상기 용기 내부의 공간을 분말이 저장되는 저장공간과 비산(飛散)되는 비산공간으로 구획하고, 일측에는 비산공간 내부에 비산된 분말 일부가 저장공간으로 이송하도록 안내하는 연통부가 구비된 구획판과, 상기 용기 내부에서 분말을 지지하며, 동력발생수단으로부터 제공받은 힘으로 저장공간의 분말을 비산공간으로 공급하는 공급판과, 상기 용기 외부에서 제공받은 기체를 비산공간으로 안내시에 공급판에 대하여 직교하도록 분사하여 분말을 비산시키는 기체안내관과, 상기 연통부를 통해 저장공간으로 이송된 비산 분말을 외부로 배출한 후 외기와 접촉시켜 진공 분위기를 해지한 상태로 이송하는 강제비산유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치{Continuous feeder of fine powder having a scatter unit}

본 발명은 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치에 관한 것으로, 용기 내부에서 비산되어 외부로 배출되는 분말이 강제비산유닛을 경유하도록 구성하여 응집이 방지되도록 한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치에 관한 것이다.

본 발명은 용기 외부로 배출된 비산된 분말이 강제비산유닛을 경유하면서 외기와 접촉하도록 구성하여 진공 분위기를 해지함으로써 분말의 유동성을 향상시킬 수 있도록 한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치에 관한 것이다.

본 발명은 강제비산유닛을 경유하면서 대기압으로 증압된 이송기체에 대기압의 기체를 추가로 혼합하여 배압을 형성함으로써 분말의 유동성이 향상될 수 있도록 한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치에 관한 것이다.

본 발명은 강제비산유닛 일측에 필터를 구비하여 이물 유입을 차단함으로써 분말의 순도를 유지할 수 있도록 한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 크기가 수십 마이크로미터 이하의 미세한 분말들은 정전기적 인력으로 인하여 서로 붙어서 더 큰 크기의 응집체 덩어리를 형성한다.

따라서 용사 및 에어로졸 진공 증착에 사용되는 분말의 경우 통상적인 방법은 정량적인 공급이 가능하게 미세 분말을 과립화시켜 원형형태로 만들어 유동성을 증진시키고 이를 미세 관이나 홀을 통해 공급해주는 방법의 분말 공급 장치가 사용되고 있는 실정이다.

도 1은 과립형 분말과 미립형 분말의 SEM 사진으로서, 응집된 과립형 분말은 내부에 다수의 1차 입자들이 약하게 결합된 상태로 이루어지는데, 이들 과립형 분말은 응집력에 의해 점차 크기가 커져 분말의 유동성을 악화시키게 되므로 통상의 방법으로는 분말을 연속적으로 일정하게 이송시키는 것이 어렵다.

따라서 용사 및 에어로졸 진공 증착에 사용되는 분말의 경우 대부분 분말의 형태를 원형으로 만들어 분말의 유동성을 높여 사용하고 있으며, 과립화 공정의 추가로 인해 분말 가격이 높아지고 아울러 분말의 크기가 커져 코팅층의 특성이 저하되는 단점이 있어 이의 개선이 필요한 실정이다.

특히 에어로졸 데포지션 코팅법과 같이 미세한 분말을 사용하여야 하는 우수한 코팅층을 만들 수 있는 경우에는 미립 분말 공급의 정량적 조절이 매우 중요하며 분말의 균일한 공급 및 유동 상태에 따라 코팅층의 특성이 크게 좌우되며 아울러 코팅의 속도, 코팅의 균일도도 차이가 발생되어 이를 제어하는 것이 매우 중요하다.

이에 따라 대한민국 공개특허 특2001-0052900호에는 도 2와 같이 초음파 진동을 이용하여 분말을 분산시킬 수 있도록 한 장치가 개시되어 있다.

그러나 상기 종래 기술은 대용량의 분말을 공급하는데 한계가 있고, 정량적이지 못하며, 분산된 분말은 결국 이송관 내부에 응집되어 공급량이 불균일한 문제점이 있다.

한편, 대한민국 등록특허 제10-1230241호에는 도 3과 같이 챔버 내부에 수송기체를 분사하여 분말을 비산시키고, 비산된 분말을 수송관을 통해 토출시킬 수 있도록 한 기술이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허 제10-0916944호에는 수송관 내부에 압력측정기를 구비하여 에어로졸의 시간당 유량 및 속도분포가 일정한지를 체크할 수 있도록 한 기술이 개시되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래 기술은 에어로졸의 이송 경로를 담당하는 수송관 내부의 벽면에 원천적으로 분말이 응집되지 않도록 구성되어 있지 않으므로, 분말의 일정한 공급이 불가능한 문제점이 있다.

또한, 수송관의 내부면에 부착된 상태로 응집된 분말덩어리들은 공기 흐름에 의해 내부면으로부터 떨어져 에어로졸과 같이 유동하게 되며, 이때 도 4와 같이 불균일한 성막층을 형성하게 되는 문제점이 있다

이에 따라 대한민국 등록특허 제10-1590002호에는 도 5와 같이 진동발생기(230)를 구비하여 응집방지관(210)에 진동을 제공함으로써 분말의 응집을 방지할 수 있도록 한 응집방지유닛(200)이 구비된 균일 미세분말 연속 공급장치가 개시되어 있다.

그러나 상기 등록특허는 용기 내부에서 비산된 분말이 용기를 빠져나와 응집방지관(210)으로 유입되기 전에 분말배출관을 경유하게 되는데, 진동발생기(230)의 진동은 응집방지관(210)에만 전달되므로 결국 분말배출관에 분말이 응집되는 문제점이 있다.

또한 분말이 비산되는 용기 내부에서 분말이 성말되는 챔버까지 모두 진공 상태를 유지하므로 유동성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 용기 내부에서 비산(飛散)되어 외부로 배출되는 분말이 강제비산유닛을 경유하도록 구성하여 응집이 방지되도록 한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 용기 외부로 배출된 비산된 분말이 강제비산유닛을 경유하면서 외기와 접촉하도록 구성하여 진공 분위기를 해지함으로써 분말의 유동성을 향상시킬 수 있도록 한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 강제비산유닛을 경유하면서 대기압으로 증압된 이송기체에 대기압의 기체를 추가로 혼합하여 배압을 형성함으로써 분말의 유동성이 향상될 수 있도록 한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 강제비산유닛 일측에 필터를 구비하여 이물 유입을 차단함으로써 분말의 순도를 유지할 수 있도록 한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치는, 내부에 공간을 구비하여 분말을 수용하는 용기와, 상기 용기 내부의 공간을 분말이 저장되는 저장공간과 비산(飛散)되는 비산공간으로 구획하고, 일측에는 비산공간 내부에 비산된 분말 일부가 저장공간으로 이송하도록 안내하는 연통부가 구비된 구획판과, 상기 용기 내부에서 분말을 지지하며, 동력발생수단으로부터 제공받은 힘으로 저장공간의 분말을 비산공간으로 공급하는 공급판과, 상기 용기 외부에서 제공받은 기체를 비산공간으로 안내시에 공급판에 대하여 직교하도록 분사하여 분말을 비산시키는 기체안내관과, 상기 연통부를 통해 저장공간으로 이송된 비산 분말을 외부로 배출한 후 외기와 접촉시켜 진공 분위기를 해지한 상태로 이송하는 강제비산유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 강제비산유닛은, 상기 저장공간과 일단이 연통하고 타단부는 외부와 연통하는 연통관과, 상기 연통관의 타단부와 이격 배치되어 외기와 분말을 흡입하여 이송하는 이송관을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 이송관의 일단부에는, 상기 강제비산유닛을 경유하면서 진공 분위기가 해지된 이송기체에 대기압의 기체를 추가로 혼합하여 배압을 형성하는 배압형성유닛이 구비됨을 특징으로 한다.

상기 배압형성유닛은, 외부로부터 기체를 제공받아 이송하는 외기안내관과, 상기 외기안내관 내부를 경유하는 기체의 압력을 조절하기 위한 압력조절기와, 상기 압력조절기에 의해 압력 조절된 기체와, 상기 이송관을 통해 분말을 이송하는 이송기체를 내부에서 혼합하는 배압형성블록을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 이송관과 외기안내관은 배압형성블록 내부에서 예각을 갖도록 배치됨을 특징으로 한다.

상기 이송관과 연통관이 이격된 외측에는, 외기에 포함된 이물을 걸러내기 위한 필터가 더 구비됨을 특징으로 한다.

상기 공급판의 상면에는, 상기 저장공간에서 분말을 수용하고, 회전시 비산공간으로 이송되게 하는 요철이 방사상으로 다수 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명에서는 용기 내부에서 비산(飛散)되어 외부로 배출되는 분말이 강제비산유닛을 경유하도록 구성하여 응집이 방지된다.

또한 용기 외부로 배출된 비산된 분말이 강제비산유닛을 경유하면서 외기와 접촉하도록 구성하여 진공 분위기를 해지함으로써 분말의 유동성을 향상된다.

뿐만 아니라 강제비산유닛을 경유하면서 대기압으로 증압된 이송기체에 대기압의 기체를 추가로 혼합하여 배압을 형성함으로써 분말의 유동성을 높여 생산성을 향상시킬 수 있다.

그리고 강제비산유닛 일측에 필터를 구비하여 이물 유입을 차단함으로써 분말의 순도를 유지할 수 있게 되므로 성막의 품질을 높일 수 있는 효과를 가진다.

도 1 은 과립형 분말과 미립형 분말의 SEM 사진.
도 2 는 대한민국 공개특허 특2001-0052900호에 개시된 장치구성도.
도 3 은 대한민국 등록특허 제10-1230241호에 게시된 장치 구성도.
도 4 는 에어로졸의 분말 입도가 불균일한 상태로 성막시 상태를 나타낸 실물 사진.
도 5 는 대한민국 등록특허 제10-1590002호에 개시된 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치의 일 구성인 강제비산유닛을 나타낸 사시도.
도 6 은 본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치의 외관을 보인 사시도.
도 7 은 본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치에서 커버를 제거하여 내부 구성을 보인 사시도.
도 8 은 본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치의 내부 구조를 보인 종단면도.
도 9 는 본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치에서 연통부의 작용을 보이기 위한 상태도.
도 10 은 본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치에서 커버 내부 구조를 나타낸 횡단면도.
도 11 은 본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치에서 요부 구성인 강제비산유닛의 외관을 보인 사시도.
도 12 는 본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치에서 요부 구성인 강제비산유닛의 내부 구조를 보인 종단면도.
도 13 은 본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치 동작시 커버 내부 상태를 나타낸 도 8의 I-I'부 횡단면도.
도 14 는 본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치에서 용기 내부에 기체를 공급하지않고 공급판만 회전시 분말의 이동 상태를 나타낸 도 8의 I-I'부 횡단면도.

이하 첨부된 도 6을 참조하여 본 발명에 의한 미세분말 연속 공급장치(이하 '공급장치(100)'이라 칭함)의 외관 구성을 설명한다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 6에는 본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치의 외관을 보인 사시도가 도시되어 있다.

도면과 같이 본 발명에 의한 공급장치(100)는 다량의 분말을 저장하고, 동작시 저장된 분말을 비산(飛散)시켜 에어로졸을 만든 후 외부(에어로졸의 공급대상 장치)로 안내하는 장치이다.

상기 공급장치(100)는 대략 원통 형상으로 이루어져 내부에 분말이 저장되는 용기(110)가 구비되며, 상기 용기(110)의 측면은 커버(111)에 의해 내부가 차폐된 상태이다.

상기 용기(110)의 상측에는 회전동력을 발생하는 동력발생수단(120)이 구비된다.

상기 동력발생수단(120)은 외부로부터 전원을 인가받아 회전동력을 발생하며, 상기 동력발생수단(120)이 발생한 회전동력은 용기(110) 내부로 전달되도록 구성된다.

그리고, 상기 동력발생수단(120)은 회전동력의 방향을 전환하기 위한 기어나, 회전속도 조절을 위한 변속기를 더 구비할 수 있다.

상기 용기(110)의 상면에는 용기(110)의 내부를 선택적으로 개방시킬 수 있도록 투입구(112)가 구비되며, 상기 투입구(112)를 통해 용기(110) 내부로 분말의 공급이 가능하다.

여기서 상기 분말은 크기와 형태에 제한을 두지 않으며, 풍력에 의해 비산될 수 있는 것이라면 어떠한 분말이든 적용 가능하다.

상기 용기(110)의 상면 전반부에는 기체안내관(113)이 구비된다. 상기 기체안내관(113)은 용기(110) 외부에 구비된 기체공급수단(도시되지 않음)과 연통되게 연결되어 기체공급수단에서 공급하는 기체를 용기(110) 내부로 안내하는 역할을 수행한다.

상기 기체안내관(113)의 후측에는 분말배출관(114)이 구비된다. 상기 분말배출관(114)은 용기(110) 내부에 기체가 공급됨에 따라 비산되어 에어로졸 상태가 된 분말을 용기(110) 외부로 안내하기 위한 구성이다.

보다 상세하게는 상기 분말배출관(114)은 용기(110) 내부에서 비산된 분말 중 일부(상대적으로 미세한 분말)를 용기(110) 외부로 배출하기 위한 구성이다.

상기 용기(110)의 하측에는 진동발생수단(130)이 구비된다. 상기 진동발생수단(130)은 진동을 발생하여 상기 용기(110)에 제공하기 위한 것으로, 본 발명에서는 전자석 발진기를 채택하여 수십 내지 수백㎐의 진동주파수 범위 내에서 조정 가능하게 구성하였다.

상기 분말배출관(114)에는 본 발명의 요부 구성인 강제비산유닛(200)이 연결된다.

상기 강제비산유닛(200)은 분말배출관(114)을 통해 용기(110) 외부로 배출된 에어로졸의 이송 경로를 안내하기 위한 것으로, 이송하는 에어로졸이 내부에서 응집되지 않도록 하는 기능을 갖고 있다.

상기 강제비산유닛(200)의 세부 구성은 아래에서 상세히 하기로 한다.

이하 첨부된 도 7 내지 도 10을 참조하여 상기 공급장치(100)의 세부 구성을 설명한다.

도 7은 본 발명에 의한 강제비산유닛(200)이 구비된 미세분말 연속 공급장치(100)에서 커버(111)를 제거하여 내부 구성을 보인 사시도이고, 도 8은 본 발명에 의한 강제비산유닛(200)이 구비된 미세분말 연속 공급장치(100)의 내부 구조를 보인 종단면도이다.

도 9는 본 발명에 의한 강제비산유닛(200)이 구비된 미세분말 연속 공급장치(100)에서 연통부(144)의 작용을 보이기 위한 상태도이고, 도 10은 본 발명에 의한 강제비산유닛(200)이 구비된 미세분말 연속 공급장치(100)에서 커버(111) 내부 구조를 나타낸 횡단면도이다.

도 9는 용기(110) 내부의 세부 구성을 보다 상세하게 설명하기 위하여 커버(111)를 제거한 상태이다.

도면과 같이 상기 용기(110)의 내부에는 분말이 저장되는 저장공간(115)과, 저장공간(115)에 저장되어 있던 분말(도 8의 도면부호 P)을 연속적으로 수용하여 비산시키기 위한 비산공간(116)이 구획되어 있다.

즉, 상기 용기(110) 내부에는 대략 "V"형태의 횡단면을 가지는 구획판(140)이 직립되게 고정 설치되어 있다.

상기 구획판(140)은 상단부가 용기(110)의 내부 천장과 결합되어 움직이지 않도록 고정되어 있으며, 수직 하방향으로 길게 뻗어 하단부가 용기(110)의 내부 바닥과 인접하도록 구성된다.

따라서, 상기 구획판(140)은 용기(110) 내부의 공간을 비산공간(116)과 저장공간(115)으로 구획할 수 있다.

또한 상기 구획판(140)은 벌어진 각도의 조절이 가능하도록 구성된다. 이것은 비산공간(116)과 저장공간(115)의 용적량을 조절할 수 있도록 하기 위한 것으로, 상기 구획판(140)의 각도를 증가시키게 되면 비산공간(116)의 용적이 늘어나게 되고, 저장공간(115)의 용적은 상대적으로 감소하게 된다.

본 발명의 실시예에서 비산공간(116)은 저장공간(115)의 용적에 대하여 1/12 ~ 1/6 범위의 용적으로 조절 가능하도록 구성하였다.

그리고, 상기 구획판(140)으로 제한된 공간인 비산공간(116) 내부에는 전술한 기체안내관(113)의 단부가 연통된다.

보다 상세하게는 상기 기체안내관(113)은 용기(110)의 상면을 관통하여 용기(110) 내부로 연장되되, 하단부는 바닥면에 근접하며, 하측 방향으로는 다수의 통공이 구비되어 기체안내관(113)을 통해 하측 방향으로 이송된 기체를 용기(110)의 바닥면에 대하여 직교하는 방향으로 분사되게 안내하게 된다.

본 발명에서 상기 기체안내관(113)은 하측부(용기(110) 내부에 삽입된 부위)를 절곡하여 대략 'ㄴ' 형상을 가지며, 가로로 절곡된 부분의 하면에는 다수의 통공을 천공함으로써 상기 기체안내관(113)을 따라 이송된 기체가 다수 갈래로 나뉘어 하측 방향으로 분사될 수 있게 구성하였다.

따라서, 상기 비산공간(116) 내부 바닥에 존재하는 분말(P)은 통공을 통해 분사되는 기체에 의해 균일하게 비산될 수 있다.

상기 용기(110)의 내부 바닥에는 공급판(150)이 구비된다. 상기 공급판(150)은 원판형상을 갖는 것으로, 상기 동력발생수단(120)으로부터 회전동력을 제공받아 회전 가능하게 구성된다.

그리고, 상기 공급판(150)은 저장공간(115)에 저장된 분말(P)을 상향 지지하는 역할과, 저장공간(115)의 분말(P)을 일정량만큼 비산공간(116)으로 공급하는 역할을 동시에 수행한다.

즉, 상기 공급판(150)은 용기(110) 내부에서 일정한 높이를 유지하여 분말(P)을 지지하며, 상기 동력발생수단(120)의 동작에 의해 회전시에 상면이 저장공간(115)과 비산공간(116)을 교번 순회하여 비산공간(116) 내부로 분말(P)을 공급하게 된다.

이를 위해 상기 공급판(150)의 상면에는 요철(152)이 다수 구비된다. 상기 요철(152)은 공급판(150)의 상면을 하측 방향으로 함몰시켜 단차를 갖도록 구성됨으로써 내부에 분말(P)의 수용이 가능하다.

따라서, 상기 요철(152) 내부에 수용된 분말(P)은 공급판(150)이 시계방향(도 7에서 볼 때)으로 회전시에 비산공간(116) 내부로 공급 가능하게 된다.

본 발명의 실시예에서 상기 요철(152)은 공급판(150)의 상면에 다수 개로 함몰 형성하되, 방사상으로 등간격 배열되게 구성하였다.

그러나, 상기 비산공간(116)으로 공급되어야 할 분말(P)의 양이나 분말(P)의 크기에 따라 다양하게 변경 실시 가능하다.

예컨대, 상기 요철(152)은 공급판(150)의 상면에서 상방향으로 돌출되게 구성할 수도 있을 것이며, 도 7과 같은 곡선으로 형성하지 않고 다수의 점(원기둥) 형태로 함몰 형성할 수도 있다.

한편, 상기 공급판(150)의 중앙은 동력발생수단(120)으로부터 회전동력을 제공받을 수 있도록 회전축(도 8의 도면부호 122)과 결합되어 있다.

상기 회전축(122)은 공급판(150)의 회전중심축 역할을 수행하는 것으로, 공급판(150)의 중앙에서 상방향으로 직립되게 축결합되며, 상부는 동력발생수단(120)과 회전동력 전달이 가능하게 결합되어 있다.

상기 구획판(140)의 하단부에는 블레이드(142)를 더 구비할 수 있다.

상기 블레이드(142)는 구획판(140)의 횡단면과 대응하는 형상을 갖도록 구성되어 구획판(140)의 하단부에 결합된 것으로, 상기 블레이드(142)의 하단부는 도 8과 같이 공급판(150)의 상면으로부터 이격될 수도 있으며, 공급판(150)의 상면과 접촉하도록 길이가 연장되어 설치될 수도 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 블레이드(142)의 하단부가 도 8과 같이 공급판(150)으로부터 이격되도록 구성되면, 상기 공급판(150)은 요철(152)에 수용된 분말(P)과 블레이드(142)의 하단부에서 공급판(150) 상면까지 쌓여 있는 분말(P)을 비산공간(116)으로 공급할 수 있게 된다.

반면, 상기 블레이드(142)의 하단부가 공급판(150)의 상면과 접촉하는 상태로 구성되면, 상기 공급판(150)은 요철(152)에 수용된 분말(P)만을 비산공간(116)에 공급하게 된다.

이와 같이 상기 공급판(150)과 블레이드(142)의 이격 거리에 따라 비산공간(116)으로 공급되는 분말(P)의 양을 조절할 수 있다.

한편 상기 구획판(140)의 상단부에는 연통부(144)가 구비된다. 상기 연통부(144)는 비산공간(116) 내부에 비산되어 있는 분말 중 일부를 다시 저장공간(115)으로 안내하기 위한 것이다.

따라서 상기 연통부(144)는 구획판(140) 내부에서 비산된 분말이 저장공간(115)으로 다시 빠져나올 수 있는 범위 내라면 형성 위치, 크기 등을 다양하게 변경하여 실시 가능할 것이다.

즉, 도 8과 같이 상기 연통부(144)는 비산공간(116)과 저장공간(115)이 서로 연통되도록 구획판(140) 상부 일부를 절개하여 형성할 수 있다.

이때 상기 비산공간(116)에서 비산된 분말 중에서 상대적으로 크고 무거운 분말들은 급격하게 낙하하는 반면, 작고 가벼운 분말들은 비산공간(116)의 상부까지 떠오른 후 연통부(144)를 통해 저장공간(115) 내부로 이송하게 된다.

상기 연통부(144)를 구비함에 따라 상기 분말배출관(114)을 통해 용기(110) 밖으로 배출되는 분말은 보다 미세하고 균일한 입도를 가질 수 있게 된다.

한편, 상기 연통부(144)의 다른 실시예로서, 상기 블레이드(142)와 공급판(150) 사이의 미세한 틈이 연통부(144) 역할을 수행할 수 있다.

즉, 상기 비산공간(116) 내부는 기체안내관(113)의 작용에 의해 분말들이 비산되어 있는 상태이나 빠른 속도로 분사되는 캐리어가스로 인해 와류 등이 발생될 수 있으므로 분말이 고르게 분산된 상태만 유지하기는 어려울 수 있다.

따라서, 상기 비산공간(116) 내부에서 비산되긴 하였으나 불균일한 에어로졸은 블레이드(142)와 공급판(150) 사이의 틈을 통해 저장공간(115)으로 빠져나갈 수 있고, 저장공간(115)으로 빠져나온 에어로졸은 보다 균일한 상태가 될 수 있다.

그리고 상기 연통부(144)는 비산공간(116) 내부에서 비산된 분말이 저장공간(115)으로 이송될 수 있는 범위 내라면 다양한 크기, 개수, 위치를 변경하여 실시 가능하며, 저장공간(115)으로 이송하고자 하는 에어로졸의 입자 크기를 고려하여 구획판(140)의 상/하부 또는 중앙에도 형성될 수 있음은 물론이다.

상기 분말배출관(114)에는 본 발명의 요부 구성인 강제비산유닛(200)이 연결된다. 상기 강제비산유닛(200)은 에어로졸이 요구되는 곳까지 이송 경로를 형성하는 것으로, 이송 중 에어로졸의 응집이 미연에 차단되도록 하는 기능도 갖고 있다.

즉, 상기 용기(110) 내부에서 고르게 분산된 에어로졸이 분말배출관(114)을 통해 배출되었다 하더라도, 이송 경로를 따라 이송 중에 응집이 될 수도 있고, 경로 상에 부착된 상태로 응집될 수도 있다.

이런 경우 용기(110) 내부에서 균일하게 분산시켰다 하더라도 이송 중에 응집이 발생하게 되는 것이므로 공급장치(110)의 분산 능력을 저감하게 된다.

따라서 상기 강제비산유닛(200)은 분말이 분산되어 있는 에어로졸을 이송시에 응집이 되지 않도록 차단하는 역할을 수행하며, 상기 강제비산유닛(200)의 작용에 균일한 성막 결과물을 얻을 수 있게 된다.

이하 첨부된 도 11 및 도 12를 참조하여 상기 강제비산유닛(200)의 구성을 세부적으로 살펴본다.

도 11에는 본 발명에 의한 강제비산유닛(200)이 구비된 미세분말 연속 공급장치(100)에서 요부 구성인 강제비산유닛(200)의 외관을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 12에는 본 발명에 의한 강제비산유닛(200)이 구비된 미세분말 연속 공급장치(100)에서 요부 구성인 강제비산유닛(200)의 내부 구조를 보인 종단면도가 도시되어 있다.

도면과 같이 상기 강제비산유닛(200)은 저장공간(115) 내부로부터 외부로 배출된 분말을 상방향으로 안내하되, 응집되지 않도록 하기 위해 구성된 것으로, 상기 분말배출관(114)과 연통하도록 결합된다.

그리고 상기 강제비산유닛(200)은 외기를 내부로 수용하여 진공 분위기를 해지함으로써 에어로졸의 유동성 저하를 미연에 차단하여 분말이 응집되지 않도록 작용하게 된다.

이를 위해 상기 강제비산유닛(200)은 상기 저장공간과 일단이 연통하고 타단부는 외부와 연통하는 연통관(210)과, 상기 연통관(210)의 타단부와 이격배치되고 외기와 분말을 흡입하여 이송하는 이송관(220)을 포함하여 구성된다.

상기 연통관(210)은 상방향으로 갈수록 내경이 증가하는 형태로 제작되며, 하단부는 상기 분말배출관(114)과 연통하도록 결합된다.

그리고 상기 연통관(210)의 내부는 상방향으로 개구되어 외기 유입이 가능하다. 즉 상기 연통관(210)의 상단부에서 상측으로 이격된 곳에는 이송관(220)의 하단부가 위치한다.

상기 이송관(220)은 연통관(210)을 통해 상방향으로 이송되는 에어로졸과 외기를 동시에 흡입하여 상방향으로 이송하는 구성으로서, 상기 이송관(220)의 하단부는 외측 방향으로 확장되되 외경은 연통관(210)의 내경보다 작은 크기를 갖도록 구성된다.

그리고 상기 이송관(220)의 하단부 외측 가장자리는 하측 방향으로 라운드지게 형성되어 연통관을 통과한 분말이 외측으로 이탈되지 않도록 모아주는 역할을 수행할 수 있게 된다.

한편, 상기 이송관(220)과 연통관(210) 사이의 이격된 틈은 필터(230)에 의해 차폐될 수 있다. 상기 필터(230)는 공기 유동은 가능하되 공기 중에 포함된 이물은 외면으로 걸러낼 수 있도록 구성된 것으로, 미세한 통공이 형성됨이 바람직하다.

상기 이송관(220)의 상단부는 배압형성유닛(250)과 연결된다. 상기 배압형성유닛(250)은 이송관(220)을 빠져나오면서 진공분위기가 해지된 이송기체에 대기압의 기체를 추가로 혼합하여 배압을 형성하는 구성이다.

이를 위해 상기 배압형성유닛(250)은, 외부로부터 기체를 제공받아 이송하는 외기안내관(252)과, 상기 외기안내관(252) 내부를 경유하는 기체의 압력을 조절하기 위한 압력조절기(254)와, 상기 압력조절기(254)에 의해 압력 조절된 기체와, 상기 이송관(220)을 통해 분말을 이송하는 이송기체를 내부에서 혼합하는 배압형성블록(256)을 포함하여 구성된다.

상기 외기안내관(252)은 외부의 기체를 배압형성블록(256)으로 보내기 위한 것으로서, 단부에는 기체 유동을 강제할 수 있는 다양한 장치가 연결될 수 있다.

상기 압력조절기(254)는 배압의 크기를 제어하기 위하여 구성된 것으로서, 외기안내관(252)을 경유하는 기체의 유량을 제어함으로써 배압형성블록(256) 내부에서 혼합되는 기체들의 유동 속도 및 압력을 제어하게 된다.

상기 배압형성블록(256)은 압력조절기(254)를 경유한 기체와 이송관(220)을 따라 상측으로 이동한 에어로졸을 내부에서 만나게 하여 혼합함으로써 배압이 형성되는 곳으로서, 상기 이송관(220)과 외기안내관(252)은 배압형성블록(256) 내부에서 예각을 갖도록 연통하게 된다.

따라서 상기 배압형성블록(256) 내부에서 에어로졸과 기체가 만나게 되더라도 급격한 간섭량 증가를 야기하지 않게 되어 이송이 원활하게 된다.

이하 첨부된 도 6 내지 도 14를 참조하여 사이와 같이 구성되는 공급장치(100)의 작용을 설명한다.

도 13은 본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치 동작시 커버 내부 상태를 나타낸 도 8의 I-I'부 횡단면도이고, 도 14는 본 발명에 의한 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치에서 용기 내부에 기체를 공급하지않고 공급판만 회전시 분말의 이동 상태를 나타낸 도 8의 I-I'부 횡단면도이다.

먼저, 도 6과 같은 상태에서 투입구(112)를 열어 저장공간(115) 내부에 분말(P)을 투입하게 된다. 이때 상기 투입구(112)는 저장공간(115)의 상측에 위치함이 바람직하며, 상기 용기(110) 내부에 분말(P)이 투입되기 전은 도 7과 같은 상태이다.

그리고, 상기 기체안내관(113)은 기체공급수단(도시되지 않음)과 연통되게 연결되어 기체(아르곤, 질소, 건조된 공기 등)의 수급이 가능한 상태이며, 상기 분말배출관(114)은 강제비산유닛(200)에 의해 에어로졸 공급 대상 장치의 진공 펌프나 진공 밸브 등과 연통되게 연결되어 있다.

상기와 같이 준비가 완료되면 상기 진동발생수단(130)을 동작시켜 상기 용기(110) 내부의 분말(P)에 진동을 제공함으로써 요철(152) 내부에 분말(P)이 효율적으로 수용될 수 있게 한다.

그리고, 상기 연통관(210)과 이송관(220) 사이의 틈으로는 외기가 유입되어 이송관을 따라 이송하게 되며, 이때 외기 속에 포함된 이물은 필터에 의해 걸러지게 된다.

이와 동시에 상기 외기안내관(252)에는 별도의 장치로부터 공급받은 기체가 이송되며, 상기 압력조절기(254)에 의해 압력이 조절된 후 상기 배압형성블록(256) 내부로 공급되어 배압을 형성하게 된다.

상기와 같이 준비된 후 기체안내관(113)이 동작하지 않는 상태(기체가 비산공간(116) 내부에 공급되지 않는 상태)로 공급판(150)이 회전하고, 상기 블레이드(142)의 단부와 공급판(150)의 상면이 맞닿도록 조절된 상태라면, 도 14와 같이 저장공간(115) 내부에 위치한 요철(152) 안에만 분말(P)이 존재하는 상태가 될 것이다.

그리고, 도 14와 같은 상태에서 기체안내관(113)을 통해 비산공간(116) 내부로 기체가 유입되어 공급판(150)의 상면으로 수직하게 분사되면, 요철(152)에 수용되어 있던 분말(P)은 비산되어 도 13과 같은 상태가 된다.

즉, 상기 저장공간(115) 내부에는 많은 분말(P)이 저장되어 있고, 공급판(150)의 시계방향 회전에 의해 비산공간(116) 내부로 분말(P)이 공급되면, 공급과 동시에 기체에 의해 분말은 비산공간(116) 내부에서 비산된다.

이때 상기 요철(152)의 형상, 공급판(150)의 회전속도 등을 조절하면 상기 저장공간(115) 내부로 공급되는 분말(P)의 양을 조절할 수 있게 된다.

한편, 상기 비산공간(116) 내부에서 비산된 분말 중 일부는 연통부(144)를 통해 저장공간(115)으로 다시 유입되며, 저장공간(115)으로 유입된 작고 가벼우며균일한 분말들은 분말배출관(114)을 통해 비산공간(116) 외부로 배출된다.

상기 분말배출관(114)을 통해 배출된 에어로졸은 강제비산유닛(200)의 작용에 의해 이송관(220) 내부 벽면에 응집되거나 부착되지 못하고 일정한 속도로 이송된 후 에어로졸 공급 대상 장치로 이송된다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

100. 미세분말 연속 공급장치 110. 용기
111. 커버 112. 투입구
113. 기체안내관 114. 분말배출관
115. 저장공간 116. 비산공간
120. 동력발생수단 122. 회전축
130. 진동발생수단 140. 구획판
142. 블레이드 144. 연통부
150. 공급판 152. 요철
200. 강제비산유닛 210. 연통관
220. 이송관 230. 필터
250. 배압형성유닛 252. 외기안내관
254. 압력조절기 256. 배압형성블록
P . 분말

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 내부에 공간을 구비하여 분말을 수용하는 용기와; 상기 용기 내부의 공간을 분말이 저장되는 저장공간과 비산(飛散)되는 비산공간으로 구획하고, 일측에는 비산공간 내부에 비산된 분말 일부가 저장공간으로 이송하도록 안내하는 연통부가 구비된 구획판과; 상기 용기 내부에서 분말을 지지하며, 동력발생수단으로부터 제공받은 힘으로 저장공간의 분말을 비산공간으로 공급하는 공급판과; 상기 용기 외부에서 제공받은 기체를 비산공간으로 안내시에 공급판에 대하여 직교하도록 분사하여 분말을 비산시키는 기체안내관과; 상기 저장공간과 일단이 연통하고 타단부는 외부와 연통하는 연통관과, 상기 연통관의 타단부와 이격 배치되어 외기와 분말을 흡입하여 이송하는 이송관으로 이루어져, 상기 연통부를 통해 저장공간으로 이송된 비산 분말을 외부로 배출한 후 외기와 접촉시켜 진공 분위기를 해지한 상태로 이송하는 강제비산유닛을 포함하여 구성되고,
   상기 이송관의 일단부에는,
   상기 강제비산유닛을 경유하면서 진공 분위기가 해지된 이송기체에 대기압의 기체를 추가로 혼합하여 배압을 형성하는 배압형성유닛이 구비되며,
   상기 배압형성유닛은,
   외부로부터 기체를 제공받아 이송하는 외기안내관과,
   상기 외기안내관 내부를 경유하는 기체의 압력 조절을 위한 압력조절기와,
   상기 압력조절기에 의해 압력 조절된 기체와, 상기 이송관을 통해 분말을 이송하는 이송기체를 내부에서 혼합하는 배압형성블록을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 이송관과 외기안내관은 배압형성블록 내부에서 예각을 갖도록 배치됨을 특징으로 하는 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 이송관과 연통관이 이격된 외측에는,
   외기에 포함된 이물을 걸러내기 위한 필터가 더 구비됨을 특징으로 하는 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 공급판의 상면에는,
   상기 저장공간에서 분말을 수용하고, 회전시 비산공간으로 이송되게 하는 요철이 방사상으로 다수 형성됨을 특징으로 하는 강제비산유닛이 구비된 미세분말 연속 공급장치.

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