KR200280079Y1 - 절연된 금속 회전몸체와 그것을 이용한 금속섬유의제조장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유도코일에 의하여 용탕내의 금속을 용해시키고, 그 용해된 금속을 유도코일에 의하여 가열된 노즐을 통하여 흘러내리도록 하면서 그 노즐의 하측에 구비되어 절연된 금속 회전몸체의 선단에 그 용해된 금속이 부딪히도록 함으로써 그 회전몸체의 회전력에 의하여 연속적으로 금속섬유를 제조하는 절연된 금속 회전몸체와 그것을 이용한 금속섬유의 제조장치에 관한 것이다.

본 고안에 따른 금속 회전몸체는 원판상의 절연판(10)과; 상기 절연판(10)의 사이사이에 개재되고, 원주면상의 선단에 날이 구비되어 상기 절연판보다는 날이 돌출되어 있는 금속판(20)과; 상기 절연판(10)의 양면 외측으로 구비되어 회전을 지지하여 주는 회전지지체(30)와; 상기 절연판(10), 금속판(20) 및 회전지지체(30)를 일체로 결합시키는 결합수단을 포함하는 것이다.

본 고안에 의하면, 금속 회전몸체에 구비되어 있는 다수 개의 금속판이 절연판에 의하여 절연이 되어 있으므로 다수 개의 금속판에 용해된 금속의 물방울이 접촉하더라도 금속판 상호간에 전류의 흐름이 일어나지 않으므로 다수 개의 금속판에서 연속적으로 금속섬유를 대량으로 생산해낼 수 있는 효과가 나타난다.

또한, 본 고안에 의하면, 용탕 도가니에서 용해된 금속의 물방울이 노즐을 통하여 균일한 속도와 양으로 흘러 내려올 수가 있으므로 균일한 규격의 금속섬유를 연속적으로 생산해 낼 수 있는 효과가 나타난다.

Description

절연된 금속 회전몸체와 그것을 이용한 금속섬유의 제조장치{ISOLATED ROTATING METAL BODY AND METAL FIBER MANUFACTURING APPARATUS}

본 고안은 절연된 금속 회전몸체와 그것을 이용한 금속섬유의 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유도코일에 의하여 용탕내의 금속을 용해시키고, 그 용해된 금속을 유도코일에 의하여 가열된 노즐을 통하여 흘러내리도록 하면서 그 노즐의 하측에 구비되어 절연된 금속 회전몸체의 선단에 그 용해된 금속이 부딪히도록 함으로써 그 회전몸체의 회전력에 의하여 연속적으로 금속섬유를 제조하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 금속섬유는 비직물의 필터 소재로 사용되는 것으로서, 금속섬유의 제조방법에 관한 선행기술로서 대한민국 특허0190906호로 등록된 것이 있다.

상기 특허는 다수의 메탈 바를 인덕션에 하방향으로 공급하면서 인덕션의 하단에 물방울 형상의 용융물을 형성시키고, 그 물방울 형상의 용융물과 소정의 거리 이격된 채로 소정의 속도로 회전하고 있는 다수의 회전디스크와 동시에 접촉하여 소정 굵기의 다수 금속섬유를 추출하고 그 추출된 금속섬유를 급속냉각하는 것이다.

그러나, 상기 특허의 경우 다수 개의 메탈 바를 인덕션에 의하여 용융시키는데 메탈 바와 메탈 바의 사이에 간격이 있으므로 인덕션에 의해 금속봉을 용융시키는데 불필요하게 낭비되는 전력손실이 커서 소비 전력량 대비 금속섬유의 생산효율이 낮다.

또한, 다수 개의 메탈 바를 인덕션의 하방향으로 연속적으로 공급하는 장치가 필요하여 설비가 복잡하고, 그 설비의 관리도 용이하지 않으며, 다수 개의 메탈 바를 동일한 온도로 유지시켜 주거나 동일한 속도로 이송시켜 주기 위한 복잡한 제어장치가 필요한 문제가 있었다.

위와 같은 문제를 해결하기 위하여 대한민국 특허 공개번호 특2001-0082884호로 금속섬유 제조장치 및 방법이 출원되어 공개된 바가 있다.

상기 특허는 진공상태를 유지하는 프레임과; 상기 프레임의 내부에 수평으로 일정 간격 이격된 상태로 설치되어 그 사이로 수직으로 낙하되는 판상의 금속판재(1)를 가열하는 두 개의 유도코일(2)과; 원형봉에 다수 개의 날이 일정 간격으로 설치된 것으로, 상기 프레임의 내부 상기 유도코일(2)의 하부에 수평으로 설치되어 고속으로 회전하는 디스크(3)로 구성되어 있다.

그러나, 상기 특허의 경우는 금속판재(1)를 용해하여 사용하는 것이므로 종래에 비하여 설비가 간단해지는 이점은 있으나, 디스크(3)의 날이 하나인 경우에는 유도코일(2)에서 발생된 유도기전력에 의해 용해된 금속판재(1)와 디스크(3)의 날에 전류의 흐름이 생기지 않지만, 도1에 나타난 바와 같이 다수 개의 날에 용해된 금속판재(1)가 접촉하였을 때 수없이 교번되는 유도기전력에 의해 인접하는 디스크(3)의 날(A와B, A와C, B와C) 과 용해된 금속판재(1)와의 사이에 회로가 형성되어 전류가 흐르게 되므로 그 접촉부분에서 스파크 현상이 발생하여 연속적으로 금속섬유가 형성되어 나오지 못하고, 금속섬유가 절단되거나 알갱이가 형성되는 현상이 나타나게 된다.

따라서, 위와 같은 장치 및 방법으로는 금속섬유를 연속적으로 생산할 수 없으며, 디스크의 날을 하나 밖에 사용할 수 없으므로 생산성이 저하되는 치명적인 결점이 있다.

또한, 유도코일 속으로 금속판재(1)를 내려보내면서 금속판재(1)를 용해시켜 디스크(3)의 날에 접촉하는 부분에 물방울을 형성하여야 하는데 평면상의 일정간격으로 동일한 양의 용해된 물방울을 형성한다는 것이 거의 불가능에 가까워 일정한 규격을 갖는 금속섬유를 생산하기 곤란한 치명적인 결점이 있다.

본 고안은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 금속 회전몸체에 구비된 다수 개의 금속판과 금속판과의 사이를 절연판으로 완전히 절연시킴으로써 용해된 금속판재에 유도기전력이 발생하더라도 금속 회전몸체로는 전류가 흐르지 않도록 하여 다수 개의 금속판을 가진 금속 회전몸체에 의하여 대량으로 금속섬유를 생산하는데 있다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 용해된 금속이 일정 간격으로 일정한 양이 물방울 형상으로 연속적으로 흘러내려오도록 하여 금속 회전몸체에 구비된 다수 개의 금속판에서 연속적으로 균일한 규격의 금속섬유가 생산되어 나오도록 하는데 있다.

도1은 종래의 금속섬유 제조장치를 나타내는 단면도.

도2는 본 고안의 일실시예에 따른 금속 회전몸체의 종단면도.

도3은 본 고안의 일실시예에 따라 금속 회전몸체가 적용된 금속섬유의 제조장치의 종단면도.

도4는 본 고안의 일실시예에 따른 금속섬유의 제조방법의 공정도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 절연판 20 : 금속판 30 : 회전지지체 40 : 관통구멍 42 : 절연봉 44 : 볼트 50 : 용탕 도가니 52 : 용해 유도코일 54 : 노즐몸체 56 : 노즐가열 유도코일 58 : 노즐 60 : 온도센서 70 : 콘테이너 80 : 냉각수 구멍 100 : 금속회전몸체

본 고안에 따른 금속 회전몸체는 원판상의 절연판과; 상기 절연판의 사이사이에 개재되고, 원주면상의 선단에 날이 구비되어 상기 절연판보다는 날이 돌출되어 있는 금속판과; 상기 절연판의 양면 외측으로 구비되어 회전을 지지하여 주는 회전지지체와; 상기 절연판, 금속판 및 회전지지체를 일체로 결합시키는 결합수단을 포함하는 것이다.

상기 결합수단은 상기 절연판, 금속판 및 회전지지체의 중심으로부터 일정 거리 이격된 위치의 원주상에 구비된 관통구멍과; 상기 관통구멍에 삽입되고, 중공의 원통형상을 가진 절연봉과; 상기 절연봉에 삽입되는 나사로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 금속판은 적어도 3개 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 절연판, 금속판 및 회전지지체의 중앙으로 관통하여 냉각수구멍이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 절연된 금속 회전몸체를 이용한 금속섬유의 제조장치는 상기 절연된 금속 회전몸체의 상측에 위치하고 있고, 외측을 돌아가며 용해 유도코일이 설치되어 있고, 내측에 용해된 금속의 용탕을 수용하는 공간을 구비한 용탕 도가니와; 상기 용탕 도가니의 하측에 인접하여 설치되고, 외측을 돌아가며 노즐가열 유도코일이 설치되어 있고, 상하로 관통하여 노즐을 형성하고, 그 노즐의 상측은 용탕 도가니에 연결되고, 그 노즐의 하측은 금속 회전몸체의 상측으로 열려있는 노즐몸체를 더 포함하는 것이다.

상기 용탕 도가니 및 노즐몸체에는 온도를 콘트롤하기 위한 온도센서가 각각 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 노즐몸체는 용탕 도가니내에서 용해되는 금속소재의 용융점보다는 용융점이 높은 금속소재를 사용하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 예시 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도2는 본 고안의 일실시예에 따른 금속 회전몸체의 종단면도이고, 도3은 본 고안의 일실시예에 따라 금속 회전몸체가 적용된 금속섬유의 제조장치의 종단면도이고, 도4는 본 고안의 일실시예에 따른 금속섬유의 제조방법의 공정도이다.

도2에 있어서, 금속 회전몸체(100)는 양단에 베어링에 의하여 지지되어 그 금속 회전몸체(100)를 지지하여 주는 회전지지체(30)를 구비하고 있고, 그 회전지지체(30)에 인접하여 원판상의 절연판(10)을 구비하고 있고, 그 절연판(10)과 절연판(10)의 사이 사이에 연속하여 금속판(20)을 구비하고 있다.

상기 절연판(10)의 재질은 테프론이나 에폭시로 하는 것이 바람직하다.

상기 금속판(20)은 원주면상의 선단에 날을 구비하여 상기 절연판(10)보다는 날이 돌출되어 있어 용해되어 흘러 내려오는 용탕의 물방울을 날이 접촉하게 하는 것이고, 그 금속판(20)의 숫자는 생산되는 금속섬유의 생산량에 따라 적의 선정하는 것이고, 적어도 3개 이상이 되는 것이 바람직하다.

상기 회전지지체(30)는 도시하지 않은 베어링에 의하여 회전을 지지하는 것이고, 도시하지 않은 동력전달장치에 의하여 모터에 결합되어 회전을 하는 것이다.

상기 절연판(10), 금속판(20) 및 회전지지체(30)는 중심으로부터 일정 거리 이격된 위치의 원주상에 관통구멍(40)을 구비하고 있고, 상기 일측에 위치하는 회전지지체(30)의 관통구멍(40)에는 볼트머리가 삽입되는 자리부(46)가 형성되어 있고, 타측에 위치하는 회전지지체(30)의 관통구멍(40)에는 암나사(48)가 형성되어있으며, 상기 관통구멍(40)에는 중공의 원통형상을 가진 절연봉(42)이 삽입되어 있고, 상기 절연봉(42)에는 볼트(44)가 삽입되어 상기 절연판(10), 금속판(20) 및 회전지지체(30)는 일체로 된 상태에서 금속 회전몸체(100)를 이루는 것이다.

상기 금속 회전몸체(100)의 회전속도는 제조되는 금속섬유의 직경에 따라 적의 선정하는 것이고, 3000~5000rpm의 범위내로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 금속 회전몸체(100)는 고온의 금속 용탕 물방울과 접촉하는 것이므로 적절하게 냉각을 시켜주는 것이 바람직한데, 상기 절연판(10), 금속판(20) 및 회전지지체(30)의 중앙으로 관통하여 냉각수구멍(80)을 형성하여 물로 냉각을 할 수도 있는 것이다.

도3에 있어서, 본 고안의 일실시예에 따른 절연된 금속 회전몸체(100)를 이용한 금속섬유의 제조장치는 상기 금속 회전몸체(100)의 최상측에 용탕 도가니(50)를 설치하고, 그 용탕 도가니(50)의 바로 하측에 인접하여 용탕 도가니(50)에서 흘러 내려오는 용탕을 일정한 규격으로 흘려 보내주는 노즐몸체(54)를 설치하고 있는 것이다.

상기 용탕 도가니(50)는 상기 절연된 금속 회전몸체(100)의 최상측에 위치하고 있고, 외측을 돌아가며 용해 유도코일(52)을 설치하고 있고, 내측에는 용해된 금속의 용탕을 수용하는 공간을 구비하고 있는 것이다.

상기 노즐몸체(54)는 상기 용탕 도가니(50)의 바로 하측에 인접하여 위치하고 있는 것이고, 외측을 돌아가며 노즐가열 유도코일(56)을 설치하고 있고, 상하로 관통하여 노즐(58)을 형성하고 있고, 그 노즐(58)의 상단은 용탕 도가니(50)와 연결하고,그 노즐(58)의 하단은 금속 회전몸체(100)의 상측으로 개방되어 있는 것이며, 상기 노즐몸체(54)의 재질은 내구성을 위하여 용탕 도가니(50)내에서 용해되는 금속소재의 용융점보다는 용융점이 높은 금속소재를 사용하는 것이 바람직하다.

도4에 있어서, 본 고안의 일실시예에 따른 절연된 금속 회전몸체를 이용한 금속섬유의 제조방법은 용탕 도가니(50)에 금속소재를 넣고, 용해 유도코일(52)에 의하여 금속소재를 용탕으로 용해하는 금속소재 용해단계(210)와; 상기 용탕 도가니(50)의 하측에 인접하여 구비된 노즐몸체(54)를 노즐가열 유도코일(56)에 의하여 가열하는 노즐몸체 가열단계(220)와; 상기 노즐몸체(54)의 노즐(58)로 흘러나오는 용탕의 물방울을 금속 회전몸체(100)를 고속으로 회전하면서 금속섬유를 연속적으로 제조하는 금속 회전몸체 회전단계(230)를 포함하여 구성되는 것이다.

상기 금속섬유 제조방법에 있어서, 고온으로 금속섬유가 제조되는 것이므로 금속섬유가 급속히 산화가 될 우려가 있으므로 상기 금속소재 용해단계(210) 이전에 상기 용탕 도가니(50), 노즐몸체(54) 및 금속 회전몸체(100)를 콘테이너(70)에 내장하고, 그 콘테이너(70) 내부를 진공으로 형성하는 진공형성단계(200)를 더 포함하는 것이 바람직할 수가 있으며, 진공 대신에 콘테이너 내부에 불활성기체를 채워 넣을 수도 있는 것이다.

이상과 같이 본 고안의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 고안의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 고안의 일실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 고안의 권리범위가 미친다.

본 고안에 의하면, 금속 회전몸체에 구비되어 있는 다수 개의 금속판이 절연판에 의하여 절연이 되어 있으므로 다수 개의 금속판에 용해된 금속의 물방울이 접촉하더라도 금속판 상호간에 전류의 흐름이 일어나지 않으므로 다수 개의 금속판에서 연속적으로 금속섬유를 대량으로 생산해낼 수 있는 효과가 나타난다.

또한, 본 고안에 의하면, 용탕 도가니에서 용해된 금속의 물방울이 노즐을 통하여 균일한 속도와 양으로 흘러 내려올 수가 있으므로 균일한 규격의 금속섬유를 연속적으로 생산해 낼 수 있는 효과가 나타난다.

Claims (7)

1. 원판상의 절연판과; 상기 절연판의 사이사이에 개재되고, 원주면상의 선단에 날이 구비되어 상기 절연판보다는 날이 돌출되어 있는 금속판과; 상기 절연판의 양면 외측으로 구비되어 회전을 지지하여 주는 회전지지체와; 상기 절연판, 금속판 및 회전지지체를 일체로 결합시키는 결합수단을 포함하는 절연된 금속 회전몸체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 결합수단은 상기 절연판, 금속판 및 회전지지체의 중심으로부터 일정 거리 이격된 위치의 원주상에 구비된 관통구멍과; 상기 관통구멍에 삽입되고, 중공의 원통형상을 가진 절연봉과; 상기 절연봉에 삽입되는 나사로 이루어진 것을 특징으로 하는 절연된 금속 회전몸체.
3. 제2항에 있어서,

   상기 금속판은 적어도 3개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 절연된 금속 회전몸체.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 절연판, 금속판 및 회전지지체의 중앙으로 관통하여 냉각수구멍이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 절연된 금속 회전몸체.
5. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서,

   상기 절연된 금속 회전몸체의 상측에 위치하고 있고, 외측을 돌아가며 용해 유도코일이 설치되어 있고, 내측에 용해된 금속의 용탕을 수용하는 공간을 구비한 용탕 도가니와; 상기 용탕 도가니의 하측에 인접하여 설치되고, 외측을 돌아가며 노즐가열 유도코일이 설치되어 있고, 상하로 관통하여 노즐을 형성하고, 그 노즐의 상측은 용탕 도가니에 연결되고, 그 노즐의 하측은 금속 회전몸체의 상측으로 열려있는 노즐몸체를 더 포함하는 절연된 금속 회전몸체를 이용한 금속섬유의 제조장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 용탕 도가니 및 노즐몸체에는 온도를 콘트롤하기 위한 온도센서가 각각 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 절연된 금속 회전몸체를 이용한 금속섬유의 제조장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 노즐몸체는 용탕 도가니내에서 용해되는 금속소재의 용융점보다는 용융점이 높은 금속소재를 사용하는 것을 특징으로 하는 절연된 금속 회전몸체를 이용한 금속섬유의 제조장치.