KR20040056548A - 분무 주조용 가스 분무기 - Google Patents

Abstract

가스 분무시 배압 발생을 방지하는 분무 주조용 가스 분무기에 관한 것으로서, 분무 주조용 가스 분무기는 고압가스 저장부를 내장하며 용탕 줄기를 통과시키기 위한 중공부를 갖는 고리 형상의 본체와; 본체의 하단부에서 본체 중앙점을 기준으로 제1 반경 내에 다수개가 일정한 간격을 두고 설치되어 낙하하는 용탕 줄기를 향해 가스 제트를 분사하는 분사 노즐과; 중공부를 향하는 본체의 내경부에서 본체 중앙점을 기준으로 제1 반경보다 작은 제2 반경 내에 다수개가 일정한 간격을 두고 설치되어 낙하하는 용탕 줄기와 평행한 배압 방지 제트를 분사하는 배압 방지 노즐을 포함한다.

Description

분무 주조용 가스 분무기 {GAS ATOMIZER FOR SPRAY CASTING}

본 발명은 분무 주조용 가스 분무기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개선된 가스 노즐을 구비하여 배압 발생을 방지하도록 한 분무 주조용 가스 분무기에 관한 것이다.

일반적으로 분무 주조(spray casting)는 합금 용탕을 고속의 가스로 분무시킨 후, 분무 액적이 완전히 응고되기 전에 하부의 기판에 적층시켜 물성이 우수한 빌렛, 파이프, 판재 등의 합금 및 복합재료 반제품을 제조할 수 있는 공정 기술이다.

도 3과 도 4는 각각 종래 기술에 의한 분무 주조용 가스 분무기의 단면도와 저면도로서, 가스 분무기(1)는 고리 형상으로 용탕 줄기(3)가 통과하는 내경부(5)를 구비하며, 가스 분무기(1) 하단에서 원주 방향을 따라 다수의 분사 노즐(7)을 구비하여 고압가스 저장부(9)에 저장된 고압 가스를 용탕 줄기(3)를 향해 분사시킨다.

이 때, 분사 가스의 압력은 통상 5∼10Bar 범위에 있으며, 분출시 가스가 급격하게 팽창하면서 고속의 가스 제트(11)를 형성한다.

그러나 종래의 가스 분무기(1)는 가스 제트(11)가 서로 충돌할 때, 배압이 발생하여 용탕 오리피스(13)를 향해 역류하는 역류 배압(15)이 발생한다. 이와 같이 역류 배압(15)이 발생하게 되면 합금 용탕(3)이 용탕 오리피스(13)를 향해 역류하게 되고, 이로 인해 용탕 오리피스(13) 주위가 응고되어 더 이상의 가스 분무를 진행할 수 없게 된다.

또한 역류 배압(15)에 의해 불완전하게 분말화된 액상 분말이 가스 분무기(1)의 내경부(5) 측면에 달라붙어 가스 분무기(1)의 고장을 유발하기도 한다. 따라서 합금 분말의 대량 생산 및 경제적 확보를 위해서는 가스 제트 주변의 배압 발생을 방지하는 것이 매우 중요하다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 가스 제트가 충돌할 때 역류 배압이 발생하지 않도록 하여 분무 주조를 원활하게 수행할 수 있는 분무 주조용 가스 분무기를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 분무기의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스 분무기의 저면도이다.

도 3은 종래 기술에 의한 가스 분무기의 단면도이다.

도 4는 종래 기술에 의한 가스 분무기의 저면도이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

고압가스 저장부를 내장하며 용탕 줄기를 통과시키기 위한 중공부를 갖는 고리 형상의 본체와, 본체의 하단부에서 본체 중앙점을 기준으로 제1 반경 내에 다수개가 일정한 간격을 두고 설치되어 낙하하는 용탕 줄기를 향해 가스 제트를 분사하는 분사 노즐과, 중공부를 향하는 본체의 내경부에서 본체 중앙점을 기준으로 제1 반경보다 작은 제2 반경 내에 다수개가 일정한 간격을 두고 설치되어 낙하하는 용탕 줄기와 평행한 배압 방지 제트를 분사하는 배압 방지 노즐을 포함하는 분무 주조용 가스 분무기를 제공한다.

바람직하게, 분사 노즐은 낙하하는 용탕 줄기를 향해 임의의 기울기를 갖도록 설치되며, 본체의 내경부는 본체의 상단부에서 하단부를 향해 직경이 점진적으로 확대되는 형상으로 이루어진다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2는 각각 본 발명의 실시예에 따른 분무 주조용 가스 분무기의 단면도와 저면도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 의한 가스 분무기(2)는 고압가스 저장부(4)를 내장하며 용탕 줄기(6)를 통과시키기 위한 중공부(8)를 갖는 고리 형상의 본체(10)를 기본 구성으로 하며, 용탕 줄기(6)를 향해 가스 제트(12)를 분사하는 분사 노즐(14) 및 가스 역류를 제거하기 위한 배압 방지 제트(16)를 분사하는 배압 방지 노즐(18)을 구비한다.

보다 구체적으로, 본체(10)는 중공부(8)에 대향하는 내경부(10a)와,내경부(10a)의 양 끝단에서 연장되는 상, 하단부(10b, 10c)와, 상, 하단부(10b, 10c)를 연결하는 외경부(10d)로 이루어지며, 다수의 분사 노즐(14)이 본체의 하단부(10c)에서 본체 중앙점(C)을 기준으로 제1 반경(d1) 내에 일정한 간격을 두고 규칙적으로 위치한다.

각각의 분사 노즐(14)은 용탕 줄기(6)를 향해 임의의 기울기를 갖도록 설치되어 분사 노즐(14)에서 방출된 가스 제트(12)가 가스 분무기(2) 하부의 임의의 지점(도면에서 A지점으로 표시)에서 용탕 줄기(6)와 충돌하도록 한다.

그리고 본체의 내경부(10a)에는 본체 중앙점(C)을 기준으로 제1 반경(d1)보다 작은 제2 반경(d2) 내에 다수의 배압 방지 노즐(18)이 일정한 간격을 두고 규칙적으로 위치하는데, 이러한 배압 방지 노즐(18)은 바람직하게 용탕 줄기(6)와 거의 나란하게 설치되어 용탕 줄기(6)와 평행한 배압 방지 제트(16)를 분사하도록 한다.

이 때, 배압 방지 제트(16)의 세기는 배압 방지 노즐(18)의 직경을 조절하는 것으로 용이하게 제어할 수 있다.

이와 같이 다수의 분사 노즐(14)과 배압 방지 노즐(18)을 구비하는 가스 분무기(2)는 배압 방지 제트(16)가 용탕 줄기(6)를 향해 용이하게 분사될 수 있도록 배압 방지 노즐(18)이 구비되는 내경부(10a)를 역깔때기 모양으로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 가스 분무기(2)의 상단부(10b)에서는 내경부(10a)의 직경을 작게 하고, 가스 분무기(2)의 하단부(10c)를 향해 내경부(10a)의 직경을 점진적으로 확대하여 배압 방지 노즐(18)에서 배압 방지 제트(16)가 실질적으로 용탕 줄기(6)와 평행하게 분사되도록 한다.

이하, 본 발명에 의한 가스 분무기의 작용에 대해 설명한다.

도시하지 않은 턴디쉬 하부에 장착된 용탕 오리피스(20)를 통해 합금 용탕이 유출되면, 용탕 줄기(6)는 가스 분무기(2)의 중공부(8)를 통과하여 낙하한다.

이 때 가스 분무기(2)의 고압가스 저장부(4)에는 고압 가스가 채워져 있으므로, 분사 노즐(14)을 통해서 용탕 줄기(6)를 향해 가스 제트(12)를 방출하고, 방출된 가스 제트(12)는 가스 분무기(2) 하부의 임의 지점에서 용탕 줄기(6)와 서로 충돌한다. 이러한 가스 제트(12)의 충돌 지점에서 용탕 줄기(6)는 미세한 분말로 파쇄된다.

다수의 분사 노즐(14)에서 방출된 가스 제트들(12)이 서로 충돌하는 과정에서 용탕 오리피스(20)를 향하는 역류 배압(22)이 발생하는데, 내경부(10a)에 설치된 배압 방지 노즐(18)에서 용탕 줄기(6)와 거의 나란하게 배압 방지 제트(16)를 분사하므로, 배압 방지 제트(16)가 역류 배압(22)을 하부로 억눌러 역류 현상을 제거한다.

이와 같이 본 발명에서는 배압 방지 노즐(18)을 구비함으로써 가스 제트의 역류 현상을 효과적으로 방지하며, 그 결과 가스 분무 조업을 장시간에 걸쳐 원활하게 수행할 수 있어 조업의 경제성을 확보할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 단순한 노즐 구조 개선을 통해 가스 분무시 발생하는 배압을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서 용탕 오리피스의 막힘을 근본적으로 방지하고, 대용량의 가스 분무를 장시간에 걸쳐 원활하게 수행하는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 고압가스 저장부를 내장하며 용탕 줄기를 통과시키기 위한 중공부를 갖는 고리 형상의 본체와;

   상기 본체의 하단부에서 본체 중앙점을 기준으로 제1 반경 내에 다수개가 일정한 간격을 두고 설치되어 낙하하는 용탕 줄기를 향해 가스 제트를 분사하는 분사 노즐; 및

   상기 중공부를 향하는 본체의 내경부에서 본체 중앙점을 기준으로 상기 제1 반경보다 작은 제2 반경 내에 다수개가 일정한 간격을 두고 설치되어 낙하하는 용탕 줄기와 평행한 배압 방지 제트를 분사하는 배압 방지 노즐

   을 포함하는 분무 주조용 가스 분무기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 분사 노즐이 낙하하는 용탕 줄기를 향해 임의의 기울기를 갖도록 설치되는 분무 주조용 가스 분무기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 본체의 내경부가 본체의 상단부에서 하단부를 향해 직경이 점진적으로 확대되는 형상으로 이루어지는 분무 주조용 가스 분무기.