KR102057912B1 - 원심 분급기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미립의 입자가 토출되는 제1 토출구가 형성되어 있는 상부 덮개;상기 상부 덮개의 하부에 위치하며, 하면에 슬러리가 유입되는 유입구가 형성되어 있고, 측면에 가이드부가 형성되어 있는 하부 케이스; 상기 가이드부와 상기 상부 덮개 사이에 위치하며, 조립의 입자가 토출되는 제2 토출구; 및 상기 상부 덮개와 상기 하부 케이스의 사이에 위치하며, 중심부로부터 연장 형성되는 복수의 날개를 가지는 회전판을 포함하는 원심 분급기에 관한 것이다.

Description

원심 분급기{Centrifugal classifier}

본 발명은 일정한 크기를 갖는 미립의 입자를 얻기 위해 연속식으로 분급이 가능한 원심 분급기에 관한 것이다.

세라믹 전자 부품은 일정한 크기를 갖는 미립의 입자를 이용하여 제조될 것이 요구된다.

특히, 세라믹 전자 부품의 성능은 출발 물질을 보다 미립의 입자를 이용함으로써 더욱 향상될 수 있다.

하지만 미립의 입자의 경우, 입자끼리 서로 뭉치려는 힘이 강해져 응집체 또는 조립의 입자의 생성을 원천적으로 막기 어렵다.

따라서 세라믹 전자 부품의 원료로 사용되는 입자를 잘 분산한다 하더라도 이러한 응집체 또는 조립의 입자의 생성으로 인해 우수한 성능을 가지는 세라믹 전자 부품을 제조하기 어렵다.

그러므로 일정한 크기를 갖는 미립의 입자들을 얻기 위해서는 분산 전 또는 분산 후에 응집체 또는 생성된 조립의 입자들을 제거하는 것이 바람직하다.

일반적으로 분산성이 좋은 미립의 입자를 얻기 위해서는 출발 원료의 제작이 가장 중요하다.

출발 원료의 제작만으로는 미립의 입자의 응집을 막을 수 없기 때문에, 분급 또는 분쇄, 해쇄 등의 공정을 수행하게 된다.

하지만 일반적으로 알려져 있는 건식 분급은 1㎛ 이하의 미립의 입자에서는 효율이 떨어지고 분급이 어려운 문제점이 있고, 나아가 분급 이후의 습식 공정을 적용하기 전에 재응집이 발생하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 습식 분급을 이용하는 경우에는 일반적으로 배치식 습식 분급을 이용하게 된다.

하지만 상기 배치식 습식 분급을 이용하는 경우, 각 배치별로 동일한 양으로 진행해야 하므로 대량 생산에서 효율이 떨어진다는 문제가 있다.

이와 달리 분쇄, 해쇄를 이용하는 경우에는, 출발 물질에 비해 입도가 넓어지는 문제점이 발생하는 문제가 있다.

하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌 1은 분급 장치에 관한 것이다.

구체적으로 특허문헌 1은 조분 컷트와 정류화를 동시에 실현할 수 있는 분급 장치에 관한 것이다.

상기 특허문헌 1에 기재된 발명은 본 발명과 같이 회전판에 형성되며, 중심부로부터 연장 형성되는 날개에 대해서 개시하고 있지 아니하여 본 발명과 차이가 있다.

일본특허공개공보 제2001-137784호

본 발명은 습식, 연속 방식으로 응집체 또는 조립의 입자를 제거하여 우수한 분산성을 갖는 미립의 입자를 얻을 수 있는 원심 분급기를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기는 미립의 입자가 토출되는 제1 토출구가 형성되어 있는 상부 덮개; 상기 상부 덮개의 하부에 위치하며, 하면에 슬러리가 유입되는 유입구가 형성되어 있고, 측면에 가이드부가 형성되어 있는 하부 케이스; 상기 가이드부와 상기 상부 덮개 사이에 위치하며, 조립의 입자가 토출되는 제2 토출구; 및 상기 상부 덮개와 상기 하부 케이스의 사이에 위치하며, 중심부로부터 연장 형성되는 복수의 날개를 가지는 회전판을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 하부 케이스의 하면과 상기 가이드부가 접하는 부분에 형성되는 효율 향상부를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 회전판은 원뿔형일 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 회전판은 적어도 2개 이상일 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제2 토출구는 복수의 구멍으로 형성되거나, 고리 형상으로 형성될 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 하부 케이스의 외부에 형성되는 냉각 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기는 복수의 날개를 가지는 회전판에 의하여 발생하는 원심력에 의하여, 조립의 입자와 미립의 입자를 분급할 수 있다.

구체적으로 주입구를 통하여 주입되는 슬러리를 회전판을 이용함으로써 조립의 입자와 미립의 입자를 분급함으로써, 연속적으로 조립의 입자와 미립의 입자를 분급할 수 있다.

나아가 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기는 효율 향상부를 포함함으로써 연속적으로 슬러리를 분급하는 과정에서 슬러리가 정체되거나, 분급되지 못하는 슬러리를 줄임으로써 분급 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기의 개략적인 사시도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 A-A`의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기의 회전판의 개략적인 사시도를 도시한 것이다.
도 4는 도 2의 B를 확대한 개략적인 단면도로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기의 작동 원리를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5a 및 5b는 제2 토출구의 형상을 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 효율 향상부를 더 포함하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.

그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

또한, 각 실시 예의 도면에 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기의 개략적인 사시도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1의 A-A`의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.

도 1 및 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기의 구조에 대해서 살펴보면 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기는 상부 덮개(10), 하부 케이스(20) 및 회전판(30)으로 구성될 수 있다.

구체적으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기는 미립의 입자가 토출되는 제1 토출구(11)가 형성되어 있는 상부 덮개(10); 상기 상부 덮개(10)의 하부에 위치하며, 하면에 슬러리가 유입되는 유입구(21)가 형성되어 있고, 측면에 가이드부(22)가 형성되어 있는 하부 케이스(20); 상기 가이드부(22)와 상기 상부 덮개(10) 사이에 위치하며, 조립의 입자가 토출되는 제2 토출구(23); 및 상기 상부 덮개(10)와 상기 하부 케이스(20)의 사이에 위치하며, 중심부로부터 연장 형성되는 복수의 날개(31)를 가지는 회전판(30)을 포함할 수 있다.

상기 유입구(21)로는 분급할 슬러리를 연속적으로 공급할 수 있으며, 상기 유입구(21)로부터 주입된 슬러리는 상기 회전판(30)에 의해 조립의 입자와 미립의 입자가 분급될 수 있다.

상기 분급된 미립의 입자는 상기 제1 토출구(11)를 통하여 토출되고, 상기 분급된 조립의 입자는 상기 제2 토출구(23)을 통하여 토출된다.

또한, 상기 하부 케이스(20)의 외부에 냉각 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기는 상기 회전판(30)이 회전하면서 발생하는 원심력을 이용하여 조립의 입자와 미립의 입자를 분급시키기 때문에, 상기 회전판(30)의 회전시에 열이 발생할 수 있다.

이러한 열은 원심 분급기의 분급 효율을 감소시킬 수 있기 때문에, 냉각 부재를 상기 하부 케이스(20)의 외부에 형성시킴으로써 이를 해결할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기의 상기 회전판(30)의 개략적인 사시도이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 상기 회전판(30)은 원뿔형의 형상을 가질 수 있다.

상기 회전판(30)의 상부에는 상기 회전판(30)의 중심부로부터 외부를 향하여 길게 형성되는 복수의 날개(31)가 형성될 수 있다.

상기 날개(31)는 분급 효율을 향상시키기 위하여, 4개 이상이 형성될 수 있다.

상기 날개(31)는 상기 회전판(30)의 중심부로부터 외부를 향하여 직선으로 길게 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 날개(31)는 상기 회전판(30)의 회전시에 발생하는 원심력이 조립의 입자에 더욱 크게 작용할 수 있도록 곡선을 형태로 형성될 수 있다.

상기 회전판(30)은 1개만 이용할 수 도 있으나, 2개 이상의 회전판(30)을 이용하여 형성될 수도 있다.

2개 이상의 회전판(30)을 형성하는 경우, 미립의 입자가 통과할 수 있는 구멍을 상기 회전판(30)의 중심부에 형성시켜야 한다.

2개 이상의 회전판(30)을 이용함으로써 분급 효율을 향상시킬 수 있다.

도 4는 도 2의 B를 확대한 개략적인 단면도로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기의 작동 원리를 개략적으로 도시한 것이다.

도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기의 작동 원리를 설명한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 원신 분급기는 유입구(21)를 통하여 슬러리가 주입된다.

상기 슬러리는 외부에 펌프 등을 이용하여 일정한 압력을 가지며 상기 유입구(21)를 통하여 주입된다.

주입된 슬러리는 압력에 의하여 제1 토출구(11) 및 제2 토출구(23)를 향하여 밀려 올라가게 되는데, 회전판(30)이 회전함에 따라서 상기 슬러리에 원심력이 가해지게 된다.

도 4를 참조하면, 상기 슬러리에 포함되어 있는 입자들 중 조립의 입자는 원심력의 영향을 미립의 입자에 비해 크게 받게되는 것을 알 수 있다.

따라서 압력에 의하여 연속적으로 이동하는 슬러리에서 조립의 입자는 회전판(30)을 통과하지 못하고 원심력에 의하여 회전판(30)의 바깥으로 밀려나게 된다.

특히, 회전판(30)에는 복수의 날개(31)가 형성되어 있으므로 상기 날개(31)에 의하여 상기 조립의 입자에 원심력이 더욱 크게 영향을 미치게 된다.

이에 반해 미립의 입자는 조립의 입자에 비해 원심력의 영향을 적기 때문에, 유입되는 슬러리의 압력에 의하여 서서히 제1 토출구(11)를 통하여 토출된다.

즉, 조립의 입자는 상기 회전판(30)이 회전함에 따라 발생하는 원심력에 의하여 상기 회전판(30)을 통과하지 못하고 상기 제2 토출구(23)를 통하여 토출되고, 미립의 입자는 상기 회전판(30)이 회전함에 따라 발생하는 원심력의 영향을 적게 받아 상기 회전판(30)을 통과하여 상기 제1 토출구(11)로 토출되게 되는 것이다.

하기의 표 1은 회전판(30)은 분당 회전수(rpm)에 따라 상기 제1 토출구(11)로 토출되는 미립의 입자의 평균 입경을 나타낸 것이다.

분당 회전수(rpm)	평균 입경(nm)
2000	143
3000	142
4000	141
5000	140
6000	138
7000	136
8000	134
9000	132
10000	131

표 1에서 알 수 있듯이, 토출되는 미립의 입자의 평균 입경은 상기 회전판(30)의 분당 회전수가 증가함에 따라 감소하는 것을 알 수 있다.

즉, 분당 회전수가 증가함에 따라 상기 회전판(30)의 회전에 의하여 발생하는 원심력에 영향을 받는 입자의 평균 입경이 점점 작아지게 되는 것을 알 수 있다.

따라서 분당 회전수가 증가함에 따라, 상대적으로 입경이 큰 입자들은 상기 회전판(30)을 통과하지 못하고 상기 제2 토출구(23)를 통하여 토출되게 된다.

도 5a 및 5b는 제2 토출구(23)의 형상을 나타내는 개략적인 평면도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기는 토출되는 압력에 따라서 슬러리의 원심 분급 정도가 달라질 수 있다.

따라서, 도 5a 와 같이 상기 제2 토출구(23)는 상부 덮개(10)의 주위로 복수의 구멍을 관통하여 형성함으로써 토출되는 압력을 높일 수 있다.

이와 달리 도 5b와 같이 상기 상부 덮개(10)와 하부 케이스(20)의 가이드부(22)와 사이에 간격을 형성함으로써 상기 제2 토출구(23)를 형성할 수 있다.

도 5b와 같은 경우, 상기 간격을 조절함으로써 토출되는 압력을 조절할 수 있다.

도 6은 효율 향상부(24)를 더 포함하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 상기 하부 케이스(20)의 하면과 상기 가이드부(22)가 접하는 부분에 형성되는 효율 향상부(24)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기는 슬러리를 상기 유입구(21)를 통하여 연속적으로 주입하여 진행되기 때문에, 상기 효율 향상부(24)가 없는 경우에 상기 하부 케이스(20)의 하면과 상기 가이드부(22)가 접하는 부분에 슬러리가 정체될 수 있다.

따라서 상기 하부 케이스(20)의 하면과 상기 가이드부(22)가 접하는 부분에 형성되는 효율 향상부(24)를 더 포함시킴으로써, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 분급기의 분급 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

10: 상부 덮개
11: 제1 토출구
20: 하부 케이스
21: 유입구
22: 가이드부
23: 제2 토출구
24: 효율 향상부
30: 회전판
31: 날개

Claims (6)

1. 미립의 입자가 토출되는 제1 토출구가 형성되어 있는 상부 덮개;
   상기 상부 덮개의 하부에 위치하며, 하면에 슬러리가 유입되는 유입구가 형성되어 있고, 측면에 가이드부가 형성되어 있는 하부 케이스;
   상기 가이드부와 상기 상부 덮개 사이에 위치하며, 조립의 입자가 토출되는 제2 토출구; 및
   상기 상부 덮개와 상기 하부 케이스의 사이에 위치하며, 중심부로부터 연장 형성되는 복수의 날개를 가지는 회전판을 포함하고,
   상기 회전판은 원뿔형인 원심 분급기.
2. 미립의 입자가 토출되는 제1 토출구가 형성되어 있는 상부 덮개;
   상기 상부 덮개의 하부에 위치하며, 하면에 슬러리가 유입되는 유입구가 형성되어 있고, 측면에 가이드부가 형성되어 있는 하부 케이스;
   상기 가이드부와 상기 상부 덮개 사이에 위치하며, 조립의 입자가 토출되는 제2 토출구; 및
   상기 상부 덮개와 상기 하부 케이스의 사이에 위치하며, 중심부로부터 연장 형성되는 복수의 날개를 가지는 회전판을 포함하고,
   상기 하부 케이스의 하면과 상기 가이드부가 접하는 부분에 형성되는 효율 향상부를 더 포함하는 원심 분급기.
3. 삭제
4. 미립의 입자가 토출되는 제1 토출구가 형성되어 있는 상부 덮개;
   상기 상부 덮개의 하부에 위치하며, 하면에 슬러리가 유입되는 유입구가 형성되어 있고, 측면에 가이드부가 형성되어 있는 하부 케이스;
   상기 가이드부와 상기 상부 덮개 사이에 위치하며, 조립의 입자가 토출되는 제2 토출구; 및
   상기 상부 덮개와 상기 하부 케이스의 사이에 위치하며, 중심부로부터 연장 형성되는 복수의 날개를 가지는 회전판을 포함하고,
   상기 회전판은 적어도 2개 이상인 원심 분급기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 토출구는 복수의 구멍으로 형성되거나, 고리 형상으로 형성되는 원심 분급기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 하부 케이스의 외부에 형성되는 냉각 부재를 더 포함하는 원심 분급기.

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