KR102264184B1 - 황화물 분말 합성 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀폐된 합성 공간으로 분사되는 황화물 분말의 전구체 수용액을 열 분해하여 황화물 분말로 합성하는 합성 모듈과, 합성 모듈의 내부 공간으로 상기 전구체 수용액과 이송 가스를 분사하는 분사 모듈과, 합성 공간을 황화물 분말의 합성 온도 이상으로 가열하는 가열 모듈과, 밀폐된 포집 공간으로 합성 모듈에서 유입되는 황화물 분말을 이송 가스로부터 분리하여 포집하는 포집 모듈 및 포집 모듈에 연결되며 황화물 분말과 이송 가스가 포집 모듈로 유입되는데 필요한 흡인력을 제공하는 흡입 모듈을 포함하는 황화물 분말 합성 장치를 개시한다.

Description

황화물 분말 합성 장치{Apparatus for Synthesizing Powder of Sulfides}
본 발명은 분무열분해 방법을 이용하여 황화물 분말을 합성하는 황화물 분말 합성 장치에 관한 것이다.
리튬설파이드(Li2S)와 같은 황화물 분말은 리튬 전고체 전지의 전해질 무질, 리튬 설퍼 전지의 양극재 물질로 사용되고 있다. 상기 황화물 분말은 제조 공정중에 수분에 노출되는 경우에 분해되므로 제조 조건이 까다로우며 제조 효율이 높지 않다. 상기 황화물 분말은 제조 공정 중에 수분의 차단이 상대적으로 용이한 고상법으로 제조되고 있다. 상기 고상법은 상대적으로 공정이 간단하지만 입자의 형태 및 크기 제어가 어려우며, 제조되는 황화물 분말의 순도가 낮아 고순도의 황화물 분말을 합성하기 어렵다. 따라서, 상기 황화물 분말의 효율적인 제조를 위한 장치가 필요한 실정이다.
본 발명은 원료 물질로 전구체 수용액을 사용하여 보다 효율적으로 황화물 분말을 합성 및 포집할 수 있는 황화물 분말 합성 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 황화물 분말 합성 장치는 밀폐된 합성 공간으로 분사되는 황화물 분말의 전구체 수용액을 열 분해하여 황화물 분말로 합성하는 합성 모듈과, 상기 합성 모듈의 내부 공간으로 상기 전구체 수용액과 이송 가스를 분사하는 분사 모듈과, 상기 합성 공간을 상기 황화물 분말의 합성 온도 이상으로 가열하는 가열 모듈과, 밀폐된 포집 공간으로 상기 합성 모듈에서 유입되는 상기 황화물 분말을 상기 이송 가스로부터 분리하여 포집하는 포집 모듈 및 상기 포집 모듈에 연결되며 상기 황화물 분말과 이송 가스가 상기 포집 모듈로 유입되는데 필요한 흡인력을 제공하는 흡입 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 포집 모듈은 내부에 상기 포집 공간을 형성하며, 상기 합성 모듈에서 상기 포집 공간으로 상기 황화물 분말과 이송 가스가 유입되는 경로를 제공하는 포집 유입 홀과 상기 포집 공간에서 상기 황화물 분말이 유출되는 경로를 제공하는 분말 유출 홀 및 상기 포집 공간에서 상기 흡입 모듈로 상기 이송 가스를 배출하는 경로를 제공하는 가스 배출 홀을 구비하는 포집 하우징과, 상기 포집 공간의 내부에 위치하며, 상기 황화물 분말과 접촉하여 상기 황화물 분말을 포집하는 포집 수단과, 상기 포집 수단의 하부에 위치하여 상기 포집 수단에서 떨어지는 상기 황화물 분말을 상기 포집 하우징의 외부로 이송하는 포집 깔대기 및 상기 포집 깔대기에서 이송되는 상기 황화물 분말을 외부와 밀폐된 상태로 수용하는 포집 용기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 포집 수단은 상기 포집 하우징의 포집 유입 홀의 중심 축 방향에 수직인 방향으로 상기 포집 하우징에 회전 가능하게 결합되는 회전 축과, 상기 회전 축과 결합되어 상기 회전 축을 회전시키는 회전 모터와, 원판 형상으로 형성되어 상기 회전 축에 이격되어 위치하는 적어도 2개의 회전 판 및 상기 회전 축과 평행한 방향으로 상기 회전 판 사이에서 상기 회전 판의 외측에 원주 방향으로 이격되어 결합되는 복수 개의 포집 바를 포함할 수 있다.
또한, 상기 포집 수단은 상기 포집 하우징의 내부에서 상기 포집 하우징의 포집 유입 홀의 전측에 상하로 이격되면서 일측단이 상기 포집 깔대기의 상부에 위치하도록 형성되는 복수 개의 포집 판을 포함할 수 있다.
상기 포집 수단은 상기 포집 판에 인접한 위치에서 상하로 이격되면서 적층되어 형성되며, 상기 포집 판과 방전을 일으키는 방전 판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 포집 모듈은 상기 포집 하우징에 결합되어 상기 포집 판에 진동을 인가하는 포집 진동 수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 포집 모듈은 상기 포집 하우징과 상기 합성 모듈 사이에 위치하여 상기 합성 모듈에서 배출되는 상기 황화물 분말과 이송 가스를 상기 포집 하우징 방향으로 블로잉하는 포집 블로잉 수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 포집 모듈은 상기 포집 수단에 충격을 인가하는 포집 충격 수단을 더 포함하며, 상기 포집 충격 수단은 상기 포집 하우징의 상부에서 하부로 연장되는 지지 바와, 상기 지지 바의 하부에 중간 영역이 회전 가능하게 결합되는 회전 바와, 상기 회전 바의 양측에 결합되는 구동 바퀴와, 상기 회전 바의 일측 또는 타측에서 상기 포집 하우징의 상부 사이에 결합되는 탄성 스프링 및 외주면에 골과 산이 구비되는 캠 형상이며, 상기 회전 바의 타측에 결합되는 상기 구동 바퀴와 접촉되는 구동 캠을 포함하며, 상기 구동 캠의 회전에 의하여 상기 회전 바의 일측에 위치하는 구동 바퀴가 상기 포집 바에 접촉되어 충격을 인가할 수 있다.
본 발명의 황화물 분말 합성 장치는 불활성 가스 분위기 또는 환원 분위기에서 전구체 수용액을 분사하면서 고온으로 가열하여 황화물 분말을 합성하므로 보다 효율적으로 황화물 분말을 합성할 수 있다.
또한, 본 발명의 황화물 분말 합성 장치는 분사되는 전구체 수용액의 입자 크기와 가열 온도를 조절하여 합성되는 황화물 분말의 입자 크기를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 황화물 분말 합성 장치는 전구체 수용액을 사용하므로 제조 설비와 제조 원료의 측면에서 제조 비용을 낮출 수 있다.
또한, 본 발명의 황화물 분말 합성 장치는 합성된 황화물 분말을 불활성 가스 분위기 또는 환원 분위기에서 포집하므로 합성된 황화물 분말이 수분과 접촉되면서 분해되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 황화물 분말 합성 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 황화물 분말 합성 장치에서 합성 모듈의 하부와 분사 모듈에 대한 부분 확대도이다.
도 3은 도 2에서 분사 모듈에 대한 부분 확대도이다.
도 4는 도 1의 황화물 분말 합성 장치에서 포집 모듈에 대한 수직 단면도이다.
도 5는 도 4의 A-A에 대한 수평 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포집 모듈에 대한 수직 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포집 모듈에 대한 수직 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포집 모듈에 대한 수직 단면도이다.
이하, 첨부된 도면과 실시예를 참조하여 본 발명의 황화물 분말 합성 장치에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 황화물 분말 합성 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 황화물 분말 합성 장치의 구성도이다. 도 2는 도 1의 황화물 분말 합성 장치에서 합성 모듈의 하부와 분사 모듈에 대한 부분 확대도이다. 도 3은 도 2에서 분사 모듈에 대한 부분 확대도이다. 도 4는 도 1의 황화물 분말 합성 장치에서 포집 모듈에 대한 수직 단면도이다. 도 5는 도 4의 A-A에 대한 수평 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 황화물 분말 합성 장치(100)는, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 합성 모듈(110)와 가열 모듈(120)과 분사 모듈(130)과 포집 모듈(140) 및 흡입 모듈(150)을 포함한다.
상기 황화물 분말 합성 장치(100)는 이송 가스를 이용하여 황화물 분말의 전구체 수용액을 전구체 입자로 분사하고, 분사되는 전구체 입자를 열 분해하여 황화물 분말로 합성한다. 또한, 상기 황화물 분말 합성 장치(100)는 합성된 황화물 분말을 불활성 분위기 또는 환원성 분위기에서 이송 및 포집하며, 이송 및 포집 과정에서 합성된 황화물 분말이 수분과 접촉되어 분해되는 것을 차단한다.
한편, 상기 황화물 분말 합성 장치(100)는, 도 1에서 보는 바와 같이 분사 모듈(130)이 합성 모듈(110)의 하부에 위치하도록 형성되고 있으나, 분사 모듈(130)이 합성 모듈(110)의 상부에 위치하도록 형성될 수 있다.
이하의 설명에서 내측 또는 내면은 서로 대향하는 구성의 대향측 또는 대향면을 의미하며, 외측 또는 외면은 그 반대측 또는 반대면을 의미한다. 또한, 일측은 도 1에서 +x축 방향을 의미하며, 타측은 -x축 방향을 의미한다. 또한, 상측은 도 1에서 + y축 방향을 의미하며, 하측은 -y축 방향을 의미한다.
상기 합성 모듈(110)은 합성 튜브(111)와 제 1 커버(113) 및 제 2 커버(115)를 포함한다. 또한, 상기 합성 모듈(110)은 합성 배출관(117)을 더 포함할 수 있다.
상기 합성 모듈(110)은 밀폐된 합성 공간으로 분사되는 황화물 분말의 전구체 수용액을 열 분해하여 황화물 분말로 합성한다. 보다 구체적으로, 상기 합성 모듈(110)은 합성 튜브(111)의 내부에 외부와 밀폐하는 합성 공간을 형성하며, 이송 가스에 의하여 하부에서 분사되는 전구체 수용액의 전구체 액적이 상부로 흐르는 합성 공간을 제공한다. 또한, 상기 합성 모듈(110)은 전구체 수용액의 전구체 액적을 가열하면서 열 분해하여 황화물 분말을 합성한다.
상기 합성 튜브(111)는 내부가 중공이며 상측과 하측이 개방된 관 형상으로 형성되어 내부에 합성 공간을 형성한다. 상기 합성 튜브(111)는 소정 길이와 직경으로 형성될 수 있다. 상기 합성 튜브(111)는 분사 모듈(130)에서 분사되는 전구체 액적이 내주면에 과도하게 부착되지 않도록 소정의 직경으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 합성 튜브(111)는 전구체 액적이 가열되면서 열 분해되어 분말로 합성되는데 필요한 길이로 형성될 수 있다.
상기 합성 튜브(111)는 내열성과 내부식성이 있는 재질로 형성될 수 있다. 상기 합성 튜브(111)의 내부는 대략 800 ~ 1,000℃의 고온으로 가열되므로 내열성이 있는 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 합성 튜브(111)는 내부식성이 있는 황화물의 전구체 용액이 분사되므로 내부식성이 있는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 합성 튜브(111)는 뮬라이트, 알루미나 또는 지르코니아와 같은 세라믹 재질로 형성될 수 있다. 상기 합성 튜브(111)는 스테인레스스틸, 하스텔로이, 인코넬 또는 인바 합금과 같은 내열 금속으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 커버(113)는 합성 튜브(111)의 하부에 결합되어 합성 튜브(111)의 하부를 차폐하면서 분사 모듈(130)이 결합되는 경로를 제공할 수 있다. 상기 제 1 커버(113)는 합성 튜브(111)의 직경보다 큰 직경과 소정의 두께를 갖는 대략 원판 형상 또는 플랜지 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 커버(113)는 합성 튜브(111)의 하단을 차폐할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 커버(113)는 합성 튜브(111)와 동일하게 내부식성과 내열성이 있는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 커버(113)는 스테인레스스틸, 인코넬 또는 인바 합금과 같은 내열 금속으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 커버(113)는 뮬라이트, 알루미나 또는 지르코니아와 같은 세라믹 재질로 형성될 수 있다.
상기 제 1 커버(113)는 제 1 커버 중앙 홀(113a)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 제 1 커버(113)는 제 1 커버 주변 홀(113b)과 제 1 커버 홈(113c)을 더 구비할 수 있다.
상기 제 1 커버 중앙 홀(113a)은 제 1 커버(113)의 중앙에 위치하며, 제 1 커버(113)의 하면에서 상면으로 관통되어 형성된다. 상기 제 1 커버 중앙 홀(113a)은 분사 모듈(130)이 결합되는 경로를 제공한다.
상기 제 1 커버 주변 홀(113b)은 제 1 커버(113)의 중앙과 외주면 사이에 위치하며, 제 1 커버(113)의 하면에서 상면으로 관통되어 형성된다. 상기 전구체 액적은 가열되면서 황화물 분말로 합성되어 상부로 흐르게 된다. 다만, 상기 황화물 분말은 일부가 자중에 의하여 제 1 커버(113)의 상면으로 떨어질 수 있다. 상기 제 1 커버 주변 홀(113b)은 떨어지는 황화물 분말을 외부로 배출하는 경로를 제공한다. 또한, 상기 제 1 커버 주변 홀(113b)은 상부 방향으로 보조 이송 가스를 공급하는 경로를 제공한다. 상기 제 1 커버 주변 홀(113b)에서 분사되는 보조 이송 가스는 자중에 의하여 떨어지는 황화물 분말을 상부로 이송시킬 수 있다.
상기 제 1 커버 홈(113c)은 상면에서 하부 방향으로 연장되는 홈 형상이며, 하면으로 제 1 커버 주변 홀(113b)이 관통되도록 형성될 수 있다. 상기 제 1 커버 홈(113c)은 제 1 커버 중앙 홀(113a)을 중심으로 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 커버 홈(113c)은 상부에서 떨어지는 황화물 분말이 모이는 공간을 제공한다. 따라서, 상기 제 1 커버 홈(113c)은 상부에서 떨어진 황화물 분말이 제 1 커버 주변 홀(113b)을 통하여 외부로 용이하게 배출되도록 한다.
상기 제 2 커버(115)는 합성 튜브(111)의 상부에 결합되어 합성 튜브(111)의 상부를 차폐하면서 포집 모듈(140)이 결합되는 경로를 제공할 수 있다. 상기 제 2 커버(115)는 합성 튜브(111)의 직경보다 큰 직경에 대응되거나 큰 직경과 소정의 두께를 갖는 대략 원판 형상 또는 플랜지 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제 2 커버(115)는 합성 튜브(111)의 상단에 결합되거나, 상부 내측에 결합될 수 있다. 상기 제 2 커버(115)는 합성 튜브(111)와 동일하게 내부식성과 내열성이 있는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 2 커버(115)는 스테인레스스틸, 인코넬 또는 인바 합금과 같은 내열 금속으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 2 커버(115)는 뮬라이트, 알루미나 또는 지르코니아와 같은 세라믹 재질로 형성될 수 있다. 상기 제 2 커버(115)는 제 2 커버 중앙 홀(115a)을 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 커버 중앙 홀(115a)은 제 2 커버(115)의 중앙에 위치하며, 제 2 커버(115)의 상면에서 하면으로 관통되어 형성된다. 상기 제 2 커버 중앙 홀(115a)은 합성 배출관(117)이 결합되는 경로를 제공한다. 상기 제 2 커버 중앙 홀(115a)은 하부에서 상승하는 합성된 황화물 분말이 용이하게 배출되도록 상면에서 하면으로 갈수록 직경이 증가되는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 커버 중앙 홀(115a)은 내주면이 외측으로 경사지도록 형성될 수 있다.
상기 합성 배출관(117)은 소정 직경을 갖는 관 형상으로 형성되며 일측이 제 2 커버(115)에 결합되고 타측이 제 2 커버(115)의 외측으로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 합성 배출관(117)의 일측은 단부로 갈수록 내경이 증가되는 나팔관 형상으로 형성될 수 있다. 상기 합성 배출관(117)의 일측은 제 2 커버(115)의 제 1 커버 홈(113c)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 합성 배출관(117)의 일측은 제 1 커버 홈(113c)에 결합되며, 일측 단부가 제 2 커버(115)의 하면으로 노출된다. 따라서, 상기 합성 배출관(117)의 일측은 합성 튜브(111)의 내측으로 연통되어 형성된다. 상기 합성 배출관(117)은 하부에서 상승하는 합성된 황화물 분말을 합성 튜브(111)의 외부로 배출하여 이송한다.
상기 가열 모듈(120)은 가열 수단(121) 및 외부 하우징(123)을 포함한다. 또한, 상기 가열 모듈(120)은 냉각 수단(125)을 더 포함할 수 있다. 상기 가열 모듈(120)은 합성 튜브(111)의 외부에 위치하며, 합성 튜브(111)의 합성 공간을 황화물 분말의 합성 온도 이상으로 가열한다. 상기 가열 모듈(120)은 합성 튜브(111)의 합성 공간으로 분사되는 전구체 액적이 황화물 분말로 합성되도록 한다.
상기 가열 수단(121)은 합성 튜브(111)의 외측에 위치하며, 합성 튜브(111)의 합성 공간을 합성 온도 이상으로 가열한다. 상기 가열 수단(121)은 합성 튜브(111)의 내부를 가열할 수 있는 다양한 수단으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 가열 수단(121)은 와이어 형상의 열선이 합성 튜브(111)의 외주면을 감싸도록 링 형상으로 권취되어 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 가열 수단(121)은 합성 튜브(111)의 외경에 대응되는 내경을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 가열 수단(121)은 복수 개로 형성되어 합성 튜브(111)의 외주면에 상하 방향으로 서로 이격되어 설치될 수 있다. 또한, 상기 가열 수단(121)은 바 형상의 복수 개의 열선이 합성 튜브(111)의 외주면에서 합성 튜브(111)의 길이 방향으로 연장되며, 원주 방향으로 이격되어 위치하도록 형성될 수 있다. 상기 가열 수단(121)은 합성 튜브(111)의 전체 길이보다 작은 길이로 형성되며, 상하 방향으로 서로 이격되어 위치하도록 형성될 수 있다.
상기 가열 수단(121)은 합성 튜브(111)의 내부를 황화물 분말 합성에 필요한 합성 온도로 가열할 수 있다. 예를 들면, 상기 가열 수단(121)은 합성 튜브(111)의 내부를 800 ~ 1,000℃의 합성 온도로 가열할 수 있다. 한편, 상기 가열 수단(121)은 열선을 외부에서 감싸는 열선 커버(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 외부 하우징(123)은 내부가 중공인 원통 형상이며 상부와 하부에 하우징 홀을 구비하여 형성된다. 상기 외부 하우징(123)은 내열성 금속 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 외부 하우징(123)은 스테인레스스틸로 형성될 수 있다. 상기 외부 하우징(123)은 가열 수단(121)을 감싸면서 합성 튜브(111)의 외측에 결합된다. 상기 외부 하우징(123)은 가열 수단(121)을 감싸서 외부로 노출되지 않도록 한다.
상기 냉각 수단(125)은 내부가 중공인 관이 나선 형상으로 권취되어 형성된다. 상기 냉각 수단(125)은 내부에 냉각수와 같은 냉매가 흐를 수 있다. 상기 냉각 수단(125)은 가열 수단(121)의 외측에 위치한다. 상기 냉각 수단(125)은 가열 수단(121)에서 발열되는 열이 외부 하우징(123)으로 전도되는 것을 차단할 수 있다.
상기 분사 모듈(130)은 분사 노즐(131)과 노즐 연결관(133)과 혼합 박스(135)와 수용액 공급관(137) 및 가스 공급관(139)을 포함한다. 상기 분사 모듈(130)은 전구체 수용액을 이송 가스의 압력으로 합성 튜브(111)의 내부로 분사한다. 상기 분사 모듈(130)은 소정 크기를 갖는 전구체 액적의 형태로 전구체 수용액을 분사한다. 상기 분사 모듈(130)은 필요로 하는 황화물 분말의 크기를 고려하여 적정한 크기의 전구체 액적을 분사할 수 있다.
상기 분사 노즐(131)은 용액 또는 가스를 분사하는 일반적인 노즐로 형성될 수 있다. 상기 분사 노즐(131)은 필요로 하는 전구체 액적의 크기에 따라 적정한 노즐 직경을 갖는 노즐로 형성될 수 있다. 상기 분사 노즐(131)은 내부식성이 있는 재질로 형성될 수 있다. 상기 분사 노즐(131)은 합성 튜브(111)의 하측 내부에 위치한다. 상기 분사 노즐(131)은 합성 튜브(111)의 하부 내측에서 상부 방향으로 전구체 용액과 이송 가스를 분사한다.
상기 노즐 연결관(133)은 내부가 중공인 관 형상으로 형성된다. 상기 노즐 연결관(133)은 제 1 커버(113)의 제 1 커버 중앙 홀(113a)을 관통하여 합성 튜브(111)의 하측 내부로 연장된다. 상기 노즐 연결관(133)은 상단에 결합되는 분사 노즐(131)을 지지한다.
상기 혼합 박스(135)는 박스 본체(135a)와 수용액 유입구(135b)와 가스 유입구(135c) 및 혼합 유출구(135d)를 포함한다. 상기 혼합 박스(135)는 수용액 유입구(135b)로 유입되는 전구체 수용액과 가스 유입구(135c)로 유입되는 가스를 혼합하여 혼합 유출구(135d)로 유출시킨다. 상기 혼합 박스(135)는 전구체 수용액과 이송 가스를 노즐 연결관(133)으로 공급한다.
상기 박스 본체(135a)는 내부가 중공인 박스 형상으로 형성된다. 상기 박스 본체(135a)는 내부식성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 박스 본체(135a)는 스테인레스스틸로 형성될 수 있다. 상기 박스 본체(135a)는 전구체 수용액과 이송 가스가 혼합되는데 필요한 부피를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 수용액 유입구(135b)는 박스 본체(135a)의 타측면에서 외면과 내면으로 관통되어 형성될 수 있다. 상기 수용액 유입구(135b)는 수용액 공급관(137)과 연결되며, 수용액 공급관(137)을 통하여 공급되는 전구체 수용액이 박스 본체(135a)의 내부로 유입되는 경로를 제공한다.
상기 가스 유입구(135c)는 박스 본체(135a)의 일측면에서 외면과 내면을 관통하여 형성될 수 있다. 상기 가스 유입구(135c)는 가스 공급관(139)과 연결되며, 가스 공급관(139)을 통하여 공급되는 이송 가스가 박스 본체(135a)의 내부로 유입되는 경로를 제공한다.
상기 혼합 유출구(135d)는 박스 본체(135a)의 상면에서 외면과 내면을 관통하여 형성될 수 있다. 상기 혼합 유출구(135d)는 전구체 수용액과 이송 가스가 혼합된 상태로 노즐 연결관(133)으로 유출되는 경로를 제공한다.
상기 수용액 공급관(137)은 관 형상으로 형성되며, 일측단이 수용액 유입구(135b)에 연결된다. 상기 수용액 공급관(137)은 타측단이 전구체 수용액 공급 모듈(미도시)에 연결된다. 상기 수용액 공급관(137)은 전구체 수용액 공급 모듈에서 공급되는 전구체 수용액을 수용액 유입구(135b)로 공급한다.
상기 가스 공급관(139)은 관 형상으로 형성되며, 타측단이 가스 유입구(135c)에 연결된다. 상기 가스 공급관(139)은 일측단이 이송 가스 공급 모듈(미도시)에 연결된다. 상기 가스 공급관(139)은 이송 가스 공급 모듈에서 공급되는 이송 가스를 가스 유입구(135c)로 공급한다.
상기 포집 모듈(140)은 포집 하우징(141)과 포집 수단(143)와 포집 깔대기(145) 및 포집 용기(147)를 포함한다. 상기 포집 모듈(140)은 합성 모듈(110)에서 포집 공간으로 유입되는 합성된 황화물 분말과 이송 가스에서 황화물 분말을 분리하여 포집한다. 상기 포집 모듈(140)은 황화물 분말만을 포집하고, 이송 가스는 외부로 배출한다. 상기 포집 모듈(140)은 포집 공간을 밀폐하여 외부 공기가 포집 공간으로 유입되는 것을 차단한다. 따라서, 상기 포집 모듈(140)은 황화물 분말이 이송 및 포집되는 과정에서 수분과 접촉되는 것을 방지한다.
상기 포집 하우징(141)은 포집 유입 홀(141a)과 분말 유출 홀(141b) 및 가스 배출 홀(141c)을 포함한다. 상기 포집 하우징(141)은 내부가 중공인 통 형상으로 형성되어 내부에 황화물 분말이 이송되어 포집되는 포집 공간을 형성한다. 상기 포집 하우징(141)은 대략 육면체 형상 또는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 상기 포집 하우징(141)은 합성 모듈(110)로부터 상측으로 유입되는 황화물 분말과 이송 가스를 하부로 낙하시키면서 황화물 분말이 포집 수단(143)과 포집 깔대기(145)로 유입되도록 한다.
상기 포집 유입 홀(141a)은 합성 모듈(110)에서 포집 공간으로 황화물 분말과 이송 가스가 유입되는 경로를 제공한다. 예를 들면, 상기 포집 유입 홀(141a)은 포집 하우징(141)의 타측면 상부 또는 상부의 타측부에 포집 하우징(141)의 외부에서 내부의 포집 공간으로 관통되어 형성된다. 상기 포집 유입홀은 합성 배출관(117)의 일단과 결합된다. 상기 포집 유입 홀(141a)은 전측에 위치하는 포집 수단(143)의 크기에 대응하여 소정 면적으로 형성될 수 있다.
상기 분말 유출 홀(141b)은 포집 하우징(141)의 하면에 포집 하우징(141)의 외부에서 내부로 관통되어 형성된다. 상기 분말 유출 홀(141b)은 포집 깔때기가 관통되어 고정된다. 따라서, 상기 분말 유출 홀(141b)은 포집 깔대기(145)의 하부 외경에 대응되는 직경으로 형성될 수 있다. 상기 분말 유출 홀(141b)은 이송 가스와 분리된 황화물 분말이 포집 공간에서 포집 용기(147)로 유출되는 경로를 제공한다.
상기 가스 배출 홀(141c)은 포집 하우징(141)의 하면의 모서리 영역 또는 포집 하우징(141)의 측면 하부에 홀 형상으로 형성될 수 있다. 상기 가스 배출 홀(141c)은 합성된 황화물 분말과 분리된 이송 가스가 포집 공간에서 외부로 배출되는 경로를 제공한다. 상기 가스 배출 홀(141c)은 배출되는 이송 가스의 유량에 따라 적정한 직경으로 형성될 수 있다.
상기 포집 수단(143)은 회전 축(143a)과 회전 모터(143b)와 회전 판(143c) 및 포집 바(143d)를 포함한다. 상기 포집 수단(143)은 포집 유입 홀(141a)을 통하여 포집 하우징(141)의 내부로 유입되는 황화물 분말과 이송 가스로부터 황화물 분말을 포집한다. 상기 포집 수단(143)은 황화물 분말과 접촉하여 황화물 분말을 포집한다. 이때, 상기 황화물 분말은 일부가 포집 수단(143)과 접촉하여 하부로 떨어지면서 포집되고, 일부가 포집 수단(143)에 붙어 포집될 수 있다. 상기 포집 수단(143)은 포집 바(143d)를 회전시키면서 황화물 분말과 접촉시켜 황화물 분말이 포집 바(143d)에 포집되도록 한다. 또한, 상기 포집 수단(143)은 포집 바(143d)에 부착된 황화물 분말이 하부의 포집 깔때기로 떨어지도록 한다. 한편, 상기 황화물 분말의 일부는 포집 수단(143)과 접촉되지 않으면서 자중에 의하여 하부의 포집 깔대기(145)로 떨어져 포집될 수 있다.
상기 회전 축(143a)은 소정 직경을 갖는 바 형상으로 형성된다. 상기 회전 축(143a)은 포집 하우징(141)의 전면과 후면을 관통하여 포집 하우징(141)에 회전 가능하게 지지된다. 상기 회전 축(143a)은 포집 유입 홀(141a)의 중심 축 방향에 수직인 방향으로 위치한다. 상기 회전 축(143a)은, 구체적으로 도시하지 않았지만, 포집 하우징(141)과의 사이가 별도의 밀폐 수단에 의하여 밀폐되어 외부 공기가 포집 하우징(141)의 내부로 유입되는 것이 차단되도록 한다.
상기 회전 모터(143b)는 회전 축(143a)의 일측에 결합되며, 회전축을 회전시킨다. 상기 회전 모터(143b)는 포집 하우징(141)의 외측에 위치하며, 별도의 전원에 의하여 공급되는 전력에 의하여 회전할 수 있다.
상기 회전 판(143c)은 소정 직경을 갖는 원판 형상으로 형성된다 상기 회전 판(143c)은 적어도 2개로 형성되며, 서로 이격되어 회전 축(143a)의 일측과 타측에 각각 결합된다. 상기 회전 판(143c)은 포집 유입 홀(141a)을 중심으로 양측으로 위치할 수 있다. 즉, 상기 회전 판(143c)은 서로 이격되는 회전 판(143c)들 사이의 영역이 포집 유입 홀(141a)의 일측 하부에 위치하도록 회전 축(143a)에 설치될 수 있다. 따라서, 상기 포집 유입 홀(141a)을 통하여 유입되는 황화물 분말과 이송 가스는 회전판 사이의 영역으로 유입될 수 있다. 상기 회전 판(143c)은 중앙 영역이 회전 축(143a)에 결합되어 회전 축(143a)과 함께 회전할 수 있다.
상기 포집 바(143d)은 소정 직경을 갖는 바 형상으로 형성된다. 상기 포집 바(143d)는 회전 판(143c)의 사이에서 회전 축(143a)과 평행한 방향으로 결합된다. 또한, 상기 포집 바(143d)는 복수 개가 회전 판(143c)의 외측에 원주 방향으로 서로 이격되면서 결합된다. 상기 포집 바(143d)는 서로 이격되어 위치하므로 포집 바(143d)들 사이에 황화물 분말과 이송 가스가 유입되는 공간을 형성한다. 상기 포집 바(143d)는 회전 판(143c)과 함께 회전하면서 회전 판(143c) 사이로 유입되는 황화물 분말과 접촉하면서 황화물 분말을 포집한다. 보다 구체적으로는, 상기 포집 바(143d)는 유입되는 황화물 분말과 접촉하면서 황화물 분말이 하부로 떨어지도록 할 수 있다. 또한, 상기 포집 바(143d)는 황화물 분말이 표면에 붙도록 하여 황화물 분말을 포집할 수 있다. 상기 포집 바(143d)는 요구되는 포집 성능과 회전 판(143c)의 크기에 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 상기 포집 바(143d)는 개수가 증가되면 서로 이격되는 간격이 좁게 되어 황화물 분말과 보다 효율적으로 접촉하면서 황화물 분말의 포집 효율을 증가시킬 수 있다.
한편, 상기 포집 바(143d)는, 구체적으로 도시하지 않았지만, 전원을 인가하여 코로나 방전이 발생되도록 할 수 있다. 이러한 경우에, 상기 포집 바(143d)는 황화물 분말에 전하를 인가하여 보다 효율적으로 황화물 분말을 포집할 수 있다.
상기 포집 깔대기(145)는 상부 깔대기(145a) 및 하부 이송관(145b)을 포함한다. 상기 포집 깔대기(145)는 포집 수단(143)의 하부에 위치하여 포집 수단(143)에서 포집되어 떨어지는 황화물 분말을 포집 하우징(141)의 외부로 이송한다. 보다 구체적으로는, 상기 포집 깔대기(145)는 포집 수단(143)의 하부에서 포집 하우징(141)의 외부로 연장되어 포집 용기(147)와 연결된다. 상기 포집 깔대기(145)는 포집 수단(143)에서 포집되어 떨어지는 황화물 분말을 모아서 포집 용기(147)로 이송한다. 상기 포집 깔대기(145)는 내부식성 재질로 형성될 수 있다. 상기 포집 깔대기(145)는 스테인레스스틸로 형성될 수 있다.
상기 상부 깔대기(145a)는 상부에서 하부로 갈수록 내경이 작아지는 깔대기 형상으로 형성된다. 상기 상부 깔대기(145a)는 포집 수단(143)의 평면 형상에 대응되어 평면 형상이 사각 형상인 깔대기로 형성될 수 있다. 상기 상부 깔대기(145a)는 평면 면적이 포집 수단(143)의 회전판 사이의 평면 면적에 대응되는 면적 또는 큰 면적으로 형성될 수 있다. 상기 상부 깔대기(145a)는 포집 수단(143)에서 떨어지는 황화물 분말을 모아서 하부로 이송한다.
상기 하부 이송관(145b)은 상부 깔대기(145a)의 하부 내경에 대응되는 내경을 갖는 관으로 형성된다. 상기 하부 이송관(145b)의 상부는 상부 깔대기(145a)의 하부에 결합되며, 하부는 분말 유출 홀(141b)을 관통하여 포집 하우징(141)의 하부로 연장된다. 상기 하부 이송관(145b)은 포집 용기(147)와 결합된다. 상기 하부 이송관(145b)은 상부 깔대기(145a)에서 이송되는 황화물 분말을 포집 용기(147)로 이송한다.
상기 포집 용기(147)는 내부가 중공이며, 상부가 개방된 용기로 형성될 수 있다. 상기 포집 용기(147)는 포집 수단(143) 또는 포집 깔대기(145)의 하부에 위치한다. 상기 포집 용기(147)는 포집 깔대기(145)에서 이송되는 황화물 분말을 외부와 밀폐된 상태로 수용한다. 상기 포집 용기(147)는 외부와 차단된 상태에서 하부 이송관(145b)과 연결될 수 있다. 따라서, 상기 포집 용기(147)는 황화물 분말을 외부의 수분과 접촉되지 않도록 저장할 수 있다. 한편, 상기 포집 용기(147)는 하부 이송관(145b)과 분리 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 상기 포집 용기(147)는 입구를 개폐하는 개폐 수단(미도시)를 더 구비할 수 있다. 상기 포집 용기(147)는 하부 이송관(145b)과 분리되기 전에 개폐 수단이 작용되어 상부 입구가 차단될 수 있다.
상기 흡입 모듈(150)은 흡입 수단(151) 및 흡입관(152)을 포함한다. 또한, 상기 흡입 모듈은 응축 수단(153)을 더 포함할 수 있다. 상기 흡입 모듈(150)은 포집 모듈(140)과 연결되며, 합성된 황화물 분말과 이송 가스가 포집 모듈(140)로 유입되는데 필요한 흡인력을 제공한다. 또한, 상기 흡입 모듈(150)은 이송 가스를 흡입하여 포집 모듈(140)의 외부로 배출한다.
상기 흡입 수단(151)은 블로워, 송풍기 또는 진공 펌프와 같은 수단으로 형성된다. 상기 흡입 수단(151)은 합성 튜브(111)로 분사되는 전구체 용액에서 합성되는 합성 분말을 포집 모듈(140)로 이송하는데 필요한 흡입력을 제공한다. 또한, 상기 흡입 수단(151)은 이송 가스를 포집 모듈(140)의 외부로 배출한다.
상기 흡입관(152)은 흡입 수단(151)과 포집 하우징(141)을 연결한다. 상기 흡입관(152)은 포집 하우징(141)의 가스 배출 홀(141c)과 연결된다. 상기 흡입관(152)은 포집 하우징(141)에서 배출되는 이송 가스를 외부로 배출한다.
상기 응축 수단(153)은 수분을 필터링하는 필터와 필터가 수용되는 필터 하우징을 포함할 수 있다. 상기 응축 수단은 일반적인 수분 필터링 수단으로 형성될 수 있다. 상기 응축 수단(153)은 흡입관(152)의 중간 또는 흡입관(152)과 흡입 수단(151) 사이에 위치할 수 있다. 상기 응축 수단(153)은 포집 모듈(140)로부터 흡입관(152)을 통하여 배출되는 고온 다습한 이송 가스에 포함된 수분을 응축하여 분리할 수 있다. 따라서, 상기 응축 수단(153)은 흡입 수단(151)을 통하여 외부로 배출되는 이송 가스에 수분이 포함되지 않도록 한다.
다음은 본 발명의 황화물 분말 합성 장치에 사용되는 다른 포집 모듈에 대하여 설명하다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포집 모듈에 대한 수직 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 포집 모듈(240)은, 도 6을 참조하면, 포집 하우징(141)과 포집 수단(143)와 포집 깔대기(145)와 포집 용기(147) 및 포집 충격 수단(249)을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 포집 모듈(240)은 도 1 내지 도 5의 실시예에 따른 포집 모듈(140)과 대비하여 포집 충격 수단(249)을 더 포함한다. 따라서, 이하에서, 상기 포집 모듈(240)은 포집 충격 수단(249)을 중심으로 설명한다.
상기 포집 충격 수단(249)은 지지 바(249a)와 회전 바(249b)와 구동 바퀴(249c)와 탄성 스프링(249d) 및 구동 캠(249e)을 포함한다. 상기 포집 충격 수단(249)은 포집 바(143d) 또는 회전 판(143c)에 충격을 인가하여 포집 바(143d)의 표면에 붙은 황화물 분말이 하부로 떨어지도록 한다. 상기 포집 충격 수단(249)은 규칙적으로 충격을 인가할 수 있다.
상기 지지 바(249a)는 소정 길이를 갖는 바 형상이며, 포집 하우징(141)의 상부에서 하부로 연장되도록 결합된다. 상기 지지 바(249a)는 포집 하우징(141)의 상부 내면에서 하부로 수직 방향으로 연장될 수 있다. 상기 지지 바(249a)는 포집 하우징(141)의 상부 내면으로부터 소정 높이까지 연장될 수 있다.
상기 회전 바(249b)는 소정 길이를 갖는 바 형상으로 형성된다. 상기 회전 바(249b)는 중간 영역이 지지 바(249a)의 하부에 회전 가능하게 결합된다. . 상기 회전 바(249b)는 일측단이 포집 바(143d)의 상부로 연장되도록 위치한다. 상기 회전 바(249b)는 지지 바(249a)와 결합되는 지점을 중심으로 일측과 타측이 상하로 회전할 수 있다.
상기 구동 바퀴(249c)는 회전 바(249b)의 양단에 회전 가능하게 결합된다. 상기 구동 바퀴(249c) 중에서 회전 바(249b)의 타측단에 결합되는 구동 바퀴(249c)는 포집 바(143d)와 접촉될 수 있다. 상기 구동 바퀴(249c)는 포집 바(143d) 중에서 가장 상측에 위치하는 포집 바(143d)와 접촉될 수 있다. 상기 구동 바퀴(249c)는 회전 바(249b)의 회동에 따라 규칙적으로 포집 바(143d)와 접촉하면서 포집 바(143d)에 충격을 인가할 수 있다.
상기 탄성 스프링(249d)은 회전 바(249b)의 일측 또는 타측과 포집 하우징(141)의 상부 사이에 결합된다. 상기 탄성 스프링(249d)은 회전 바(249b)가 회전할 때 탄성적으로 움직이는데 필요한 탄성력을 제공한다. 상기 탄성 스프링(249d)은 회전 바(249b)에서 결합되는 위치에 따라 인장 스프링 또는 압축 스프링으로 형성될 수 있다.
상기 구동 캠(249e)은 외주면에 규칙적으로 골과 산이 구비되는 캠 형상으로 형성될 수 있다. 상기 구동 캠(249e)은 캠 회전 축(143a)과 캠 구동 모터(미도시)에 의하여 회전되도록 포집 하우징(141)에 결합된다. 상기 캠 회전 축(143a)은 포집 하우징(141)에 회전 가능하게 결합되며, 구동 캠(249e)과 결합된다. 상기 캠 구동 모터는 캠 회전 축(143a)에 결합되어 캠 회전 축(143a)을 회전시킨다. 상기 구동 캠(249e)은 외주면이 회전 바(249b)의 일측에 결합되는 구동 바퀴(249c)와 접촉되며 회전한다. 상기 구동 캠(249e)은 회전하면서 외주면에 형성되는 산과 골에 따라 접촉하는 구동 바퀴(249c)를 상하로 이동시킨다.
이하에서는 상기 포집 충격 수단의 작용에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 회전 바(249b)의 일측에 결합된 구동 바퀴(249c)가 구동 캠(249e)의 골에 위치한 상태에서 구동 캠(249e)이 회전한다. 상기 구동 캠(249e)이 회전하면 일측의 구동 바퀴(249c)가 구동 캠(249e)의 산을 따라 이동하면서 상승하고, 회전 바(249b)의 타측에 결합된 구동 바퀴(249c)가 하강 하면서 포집 바(143d)와 접촉하며 충격을 인가한다. 이때, 상기 탄성 스프링(249d)은 인장 스프링으로 형성되며, 회전 바(249b)의 힘에 의하여 압축된다. 다음으로, 상기 구동 캠(249e)이 회전하면, 탄성 스프링(249d)의 인장력에 의하여 회전 바(249b)가 회전하면서 구동 바퀴(249c)가 골에 위치한다. 상기 포집 충격 수단(249)은 이러한 과정을 반복하면서 포집 바(143d)에 주기적으로 충격을 인가할 수 있다.
다음은 본 발명의 황화물 분말 합성 장치에 사용되는 또 다른 포집 모듈에 대하여 설명하다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포집 모듈에 대한 수직 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포집 모듈(340)은, 도 7을 참조하면, 포집 하우징(141)과 포집 수단(343)와 포집 깔대기(145) 및 포집 용기(147)를 포함한다. 또한, 상기 포집 모듈(340)은 포집 진동 수단(349)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포집 모듈(340)은 도 1 내지 도 5의 실시예에 따른 포집 모듈(140)과 대비하여 포집 수단(343)이 다르게 형성되고 포집 진동 수단(349)이 추가로 포함된다. 따라서, 이하에서, 상기 포집 모듈(340)은 포집 수단(343)과 포집 진동 수단(349)을 중심으로 설명한다.
상기 포집 수단(343)은 포집 하우징(141)의 내부에서 포집 유입 홀(141a)의 전측에 상하 방향으로 이격되어 배치되는 복수 개의 포집 판(343a)을 포함한다. 상기 포집 판(343a)은 타측단이 포집 유입 홀(141a)이 형성되는 포집 하우징(141)의 타측면에 결합된다. 또한, 상기 포집 판(343a)은 일측단이 포집 깔대기(145)의 상부에 위치하도록 형성된다. 한편, 상기 포집 판(343a)은 타측단이 별도의 포집 프레임에 결합된 상태에서 포집 하우징(141)에 결합될 수 있다. 상기 포집 판(343a)은 대략 판상으로 형성되며, 포집 유입 홀(141a)의 직경보다 큰 폭으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 포집 판(343a)은 일측단이 포집 깔대기(145)의 상부에 위치하는데 필요한 길이로 형성될 수 있다. 상기 포집 판(343a)은 제 1 각도로 하부 방향으로 경사지고, 제 1 각도보다 더 큰 각도인 제 2 각도로 하부 방향으로 경사지는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 포집 판(343a)은 일측단이 하부 방향을 향하도록 전체적으로 곡면을 이루는 형태로 형성될 수 있다.
상기 포집 판(343a)은 상하 방향으로 서로 이격되면서 소정 높이로 적층될 수 있다. 상기 포집 판(343a)이 적층되는 전체 높이는 포집 유입 홀(141a)의 높이보다 클 수 있다. 또한, 상기 포집 판(343a)은 포집 유입 홀(141a)의 하단부터 상단까지의 영역에서 복수 개가 상하로 이격될 수 있다. 따라서, 상기 포집 판(343a)은 포집 판(343a)들 사이에 황화물 분말과 이송 가스가 흐르는 복수 개의 포집 통로를 형성할 수 있다. 상기 포집 통로는 포집 유입 홀(141a)에서 포집 깔대기(145)의 상부로 연장될 수 있다. 상기 포집 판(343a)은 포집 통로로 유입되는 합성된 황화물 분말과 이송 가스에서 황화물 분말을 포집한다. 또한, 상기 포집 판(343a)은 포집한 황화물 분말이 포집 깔대기(145)의 상부로 떨어지도록 이송한다. 상기 포집 통로를 흐르는 이송 가스는 포집된 황화물 분말을 이송하여 포집 깔대기(145)의 상부로 떨어지도록 한다.
한편, 상기 포집 판(343a)은 전원을 인가하여 정전력이 발생되도록 형성될 수 있다. 이러한 경우에 상기 포집 판(343a)은 포집 판(343a)들 사이에 코로나 방전을 발생시키면서 황화물 분말에 전하를 인가하여 보다 효율적으로 황화물 분말을 포집할 수 있다. 상기 포집 판(343a)은 상하 방향으로 교대로 + 전원과 - 전원이 인가될 수 있다. 따라서, 상기 포집 판(343a)은 상하로 이격되어 위치하는 포집 판(343a)과 코로나 방전을 일으키며 포집 통로를 통과하는 황화물 분말에 전하를 인가한다.
또한, 상기 포집 수단(343)은 포집 판(343a)과 인접한 위치에 방전 판(343b)을 더 포함할 수 있다. 상기 방전 판(343b)은 포집 판(343a)과 마찬가지로 판상으로 형성되며, 상하로 서로 이격되어 적층되는 구조로 형성될 수 있다. 상기 방전 판(343b)은 포집 판(343a)과 반대 극성의 전원이 인가되면서 포집 판(343a)과 코로나 방전을 일으킬 수 있다.
상기 포집 진동 수단(349)은 외부에 진동을 주는 에어 바이브레이터(air vibrator), 에어 낙커(air knocker)와 같은 진동 수단으로 형성될 수 있다. 상기 포집 진동 수단(349)은 포집 유입 홀(141a)에 인접한 위치에서 포집 하우징(141)에 결합된다. 또한, 상기 포집 진동 수단(349)은 포집 판(343a)을 고정하는 별도의 포집 프레임(미도시)에 결합되는 경우에 포집 프레임에 설치될 수 있다. 상기 포집 진동 수단(349)은 포집 판(343a)에 진동을 인가하여 포집 판(343a)에 부착된 황화물 분말이 포집 판(343a)으로부터 떨어지도록 한다. 상기 포집 진동 수단(349)은 주기적으로 진동을 인가하도록 형성될 수 있다.
다음은 본 발명의 황화물 분말 합성 장치에 사용되는 또 다른 포집 모듈에 대하여 설명하다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포집 모듈에 대한 수직 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포집 모듈(440)은, 도 8을 참조하면, 포집 하우징(141)과 포집 블로잉 수단(442)과 포집 수단(343)과 포집 깔대기(145) 및 포집 용기(147)를 포함한다. 또한, 상기 포집 모듈(440)은 포집 진동 수단(349)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포집 모듈(440)은 도 7의 실시예에 따른 포집 모듈(340)과 대비하여 포집 블로잉 수단(442)이 더 구비된다. 따라서, 이하에서, 상기 포집 모듈(440)은 포집 블로잉 수단(442)을 중심으로 설명한다.
상기 포집 블로잉 수단(442)은 블로잉 하우징(442a)과 블로잉 수단(442d)을 포함하여 형성된다. 상기 포집 블로잉 수단(442)은 합성 모듈(110)의 합성 배출관(117)과 포집 하우징(141) 사이에 위치한다. 상기 포집 블로잉 수단(442)은 합성 배출관(117)에서 배출되는 합성된 황화물 분말과 이송 가스를 블로잉하여 보다 원활하게 포집 하우징(141)의 내부로 유입되도록 한다.
상기 블로잉 하우징(442a)은 내부가 중공인 박스 형상으로 형성된다. 상기 블로잉 하우징(442a)은 합성 모듈(110)의 합성 배출관(117)과 포집 하우징(141) 사이에 결합된다. 상기 블로잉 하우징(442a)은 내부에 블로잉 수단(442d)이 수용되는 공간을 제공한다. 상기 블로잉 하우징(442a)은 내부 공간이 외부와 차단되도록 형성된다.
상기 블로잉 하우징(442a)은 블로잉 유입 홀(442b)과 블로잉 유출 홀(442c)을 구비한다.
상기 블로잉 유입 홀(442b)은 일측면에 형성되며, 합성 모듈(110)의 합성 배출관(117)과 연결된다. 상기 블로잉 유입 홀(442b)은 합성 배출관(117)에서 배출되는 황화물 분말과 이송 가스가 블로잉 하우징(442a)으로 유입되는 경로를 제공한다.
상기 블로잉 유출 홀(442c)은 블로잉 하우징(442a)에서 블로잉 유입 홀(442b)과 반대측면에 형성된다. 상기 블로잉 유출 홀(442c)은 포집 하우징(141)의 포집 유입 홀(141a)과 연결되도록 형성된다. 상기 블로잉 유출 홀(442c)은 바람직하게는 포집 유입 홀(141a)과 동일한 크기와 형상으로 형성될 수 있다. 상기 블로잉 유출 홀(442c)은 내부의 황화물 분말과 이송 가스가 포집 하우징(141)의 내부로 유출되는 경로를 제공한다.
상기 블로잉 수단(442d)은 에어 블로워와 같은 수단으로 형성된다. 상기 블로잉 수단(442d)은 블로잉 유입 홀(442b)을 통하여 블로잉 하우징(442a)의 내부로 유입되는 블로잉 하여 블로잉 유출 홀(442c)로 이송한다. 따라서, 상기 블로잉 수단(442d)은 황화물 분말과 이송 가스가 보다 원활하게 포집 하우징(141)의 내부로 유입될 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 황화물 분말 합성 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 황화물 분말 합성 장치
110: 합성 모듈 111: 합성 튜브
113: 제 1 커버 113a: 제 1 커버 중앙 홀
113b: 제 1 커버 주변 홀 113c: 제 1 커버 홈
115: 제 2 커버 115a: 제 2 커버 중앙 홀
117: 합성 배출관
120: 가열 모듈 121: 가열 수단
123: 외부 하우징 125: 냉각 수단
130: 분사 모듈 131: 분사 노즐
133: 노즐 연결관 135: 혼합 박스
135a: 박스 본체 135b: 수용액 유입구
135c: 가스 유입구 135d: 혼합 유출구
137: 수용액 공급관 139: 가스 공급관
140, 240, 340, 440: 포집 모듈
141: 포집 하우징 141a: 포집 유입 홀
141b: 분말 유출 홀 141c: 가스 배출 홀
143: 포집 수단 143a: 회전 축
143b: 회전 모터 143c: 회전 판
143d: 포집 바 145: 포집 깔대기
145a: 상부 깔대기 145b: 하부 이송관
147: 포집 용기 150: 흡입 모듈
151: 흡입 수단 152: 흡입관
249: 포집 충격 수단 249a: 지지 바
249b: 회전 바 249c: 구동 바퀴
249d: 탄성 스프링 249e: 구동 캠
343: 포집 수단 343a: 포집 판
343b: 방전판 349: 포집 진동 수단
442: 포집 블로잉 수단
442a: 블로잉 하우징 442b: 블로잉 유입 홀
442c: 블로잉 유출 홀 442d: 블로잉 수단

Claims (8)

  1. 밀폐된 합성 공간으로 분사되는 황화물 분말의 전구체 수용액을 열 분해하여 황화물 분말로 합성하는 합성 모듈과,
    상기 합성 모듈의 내부 공간으로 상기 전구체 수용액과 이송 가스를 분사하는 분사 모듈과,
    상기 합성 공간을 상기 황화물 분말의 합성 온도 이상으로 가열하는 가열 모듈과,
    밀폐된 포집 공간으로 상기 합성 모듈에서 유입되는 상기 황화물 분말을 상기 이송 가스로부터 분리하여 포집하는 포집 모듈 및
    상기 포집 모듈에 연결되며 상기 황화물 분말과 이송 가스가 상기 포집 모듈로 유입되는데 필요한 흡인력을 제공하는 흡입 모듈을 포함하며,
    상기 포집 모듈은
    내부에 상기 포집 공간을 형성하며, 상기 합성 모듈에서 상기 포집 공간으로 상기 황화물 분말과 이송 가스가 유입되는 경로를 제공하는 포집 유입 홀과 상기 포집 공간에서 상기 황화물 분말이 유출되는 경로를 제공하는 분말 유출 홀 및 상기 포집 공간에서 상기 흡입 모듈로 상기 이송 가스를 배출하는 경로를 제공하는 가스 배출 홀을 구비하는 포집 하우징 및
    상기 포집 공간의 내부에 위치하며, 상기 황화물 분말과 접촉하여 상기 황화물 분말을 포집하는 포집 수단을 포함하며,
    상기 포집 수단은
    상기 포집 하우징의 포집 유입 홀의 중심 축 방향에 수직인 방향으로 상기 포집 하우징에 회전 가능하게 결합되는 회전 축과,
    상기 회전 축과 결합되어 상기 회전 축을 회전시키는 회전 모터와,
    원판 형상으로 형성되어 상기 회전 축에 이격되어 위치하는 적어도 2개의 회전 판 및
    상기 회전 축과 평행한 방향으로 상기 회전 판 사이에서 상기 회전 판의 외측에 원주 방향으로 이격되어 결합되는 복수 개의 포집 바를 포함하며
    상기 포집 모듈은 상기 포집 수단에 충격을 인가하는 포집 충격 수단을 더 포함하며,
    상기 포집 충격 수단은
    상기 포집 하우징의 상부에서 하부로 연장되는 지지 바와,
    상기 지지 바의 하부에 중간 영역이 회전 가능하게 결합되는 회전 바와,
    상기 회전 바의 양측에 결합되는 구동 바퀴와,
    상기 회전 바의 일측 또는 타측에서 상기 포집 하우징의 상부 사이에 결합되는 탄성 스프링 및
    외주면에 골과 산이 구비되는 캠 형상이며, 상기 회전 바의 타측에 결합되는 상기 구동 바퀴와 접촉되는 구동 캠을 포함하며,
    상기 구동 캠의 회전에 의하여 상기 회전 바의 일측에 위치하는 구동 바퀴가 상기 포집 바에 접촉되어 충격을 인가하는 것을 특징으로 하는 황화물 분말 합성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포집 모듈은
    상기 포집 수단의 하부에 위치하여 상기 포집 수단에서 떨어지는 상기 황화물 분말을 상기 포집 하우징의 외부로 이송하는 포집 깔대기 및
    상기 포집 깔대기에서 이송되는 상기 황화물 분말을 외부와 밀폐된 상태로 수용하는 포집 용기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 황화물 분말 합성 장치.
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