KR20130086425A - 나노분말 제조장치 - Google Patents

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KR20130086425A KR1020120007174A KR20120007174A KR20130086425A KR 20130086425 A KR20130086425 A KR 20130086425A KR 1020120007174 A KR1020120007174 A KR 1020120007174A KR 20120007174 A KR20120007174 A KR 20120007174A KR 20130086425 A KR20130086425 A KR 20130086425A
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Abstract

본 발명은 다공성 나노분말 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속공정으로 생산량을 증가시키며, 공정 시 불순물의 혼입이 방지되는 나노분말 제조장치에 관한 것이다.

Description

나노분말 제조장치{MANUFACTURING APPARATUS OF NANO-SIZED POWDER}
본 발명은 다공성 나노분말 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속공정으로 생산량을 증가시키며, 공정 시 불순물이 혼입되지 않는 나노분말 제조장치에 관한 것이다.
나노 분말이란 일반적으로 입자크기가 100㎚ 이하의 분말을 말하며, 단위 무게당 높은 비표면적과 신기능성으로 인해 신소재로서 많이 활용되는데, 촉매, 자성의 기록 매체, 광전자 공학 재료, 자성의 유체 및 복합물질을 포함하는 광범위한 응용을 위한 중요한 가능성을 갖는다.
나노 분말은 벌크의 물질에 비해 표면적이 넓어지므로 반응성이 좋아지는 장점과 물리적 성질이 변화하는 점 때문에 많이 사용되고 있다.
나노 분말은 이용범위가 대단히 넓은 만큼 종류도 매우 다양하기 때문에 분말을 합성하는 방법 또한 매우 다양한데, 나노 분말의 합성법은 크게 물리적 합성법과 화학적 합성법으로 대별할 수 있다.
물리적 방법에는 기계적으로 덩어리(벌크)를 분쇄하여 나노미터 크기(구체적으로는 100nm 이하)까지 작게 하는 방법, 열 혹은 전자빔 등 높은 에너지를 가하여 대상 물질을 녹인 후 증발시켜서 나노분말을 얻는 방법 등이 있다.
기계적 합금화와 같은 고에너지 분쇄법으로 나노분말 혹은 나노입자가 분산된 합금을 얻는 방법이 전자에 속하며, 후자에 속하는 것으로는 불활성가스 응축법을 들 수 있다.
그러나 이와 같은 물리적 방법으로 나노분말을 형성하는 경우에는, 나노 입자가 오염되기 쉽고 입자의 크기가 고르지 못한 문제점이 있다.
또한, 투입되는 에너지에 비하여 단위시간당 생산할 수 있는 양이 적다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 연속공정으로 생산량을 증가시키며, 공정 시 불순물의 혼입을 고려하지 않아도 되는 다공성 나노분말 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 나노분말 제조장치는 비건조된 분말을 공급받아 건조하는 건조부; 상기 건조부에서 공급되는 건조된 분말에 산소를 공급하고 가열하여 나노상태의 산화분말로 증발시키는 반응부; 상기 반응부에서 가열되어 증발되는 나노 상태의 산화분말을 냉각하여 산화분말로 배출하는 냉각부; 상기 냉각부에서 공급되는 나노 상태의 산화분말에 수소를 공급하고 가열하여 수분을 배출하고, 나노 상태의 산화분말을 나노분말 상태로 증발시키는 환원부; 상기 환원부에서 가열되어 증발되는 나노분말을 냉각하여 포집하는 포집부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치의 건조부는 비건조된 분말이 유입되는 비건조분말유입구와, 건조된 분말이 배출되는 건조분말배출구가 형성되는 건조호퍼; 상기 건조호퍼의 내측에 수용되는 비건조된 분말을 교반하는 교반부; 및 상기 건조호퍼의 하부에 위치하며, 비건조된 분말을 건조하는 히팅부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치는 건조부와 상기 반응부 사이에 상기 건조부에서 배출되는 건조된 분말을 상기 반응부로 이송하는 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치의 이송부는 스크류 이송장치 또는 벨트이송장치로 이루어지거나, 내측으로 상기 건조부에서 공급되는 건조된 분말이 수용되고, 하부에는 건조된 분말이 배출되는 분말배출구가 형성되는 이송호퍼; 상기 분말배출구의 하부에 위치하며, 일단부에는 모터가 연결되고, 타단부는 상기 운반부 방향으로 연장 형성되는 건조분말 이송스크류; 양단부를 가지며, 일단부로부터 타단부로 연장 형성되고, 타단부가 개구되며, 상기 이송스크류를 감싸는 건조분말 케이싱; 일단부는 상기 건조분말배출구에 연결되고, 타단부는 상기 이송호퍼에 연결되는 건조분말이송관; 상기 이송호퍼의 상부에 위치하며, 상기 건조부로부터 배출되는 건조된 분말을 흡입하는 흡입장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치의 반응부는 양단부를 가지며, 그 양단부로 연장 형성되고, 일단부에 유입구가 형성되며, 타단부에 토출구가 형성되는 분말유로관; 상기 분말유로관의 외측에 위치하며, 그 분말유로관을 가열하는 가열부; 및 상기 분말유로관으로 산소를 공급하는 산소공급장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치의 냉각부 및 상기 포집부는 상,하단부를 가지며, 그 상,하단부 방향으로 연장 형성되고, 하단부에 배출구가 형성되며, 상단부에 압력조절댐퍼가 설치되는 포집탱크; 및 상기 포집탱크의 내측으로 냉각기체를 배출하는 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치의 냉각부 및 상기 포집부는 상기 포집탱크의 내측 상부에 위치하는 필터부를 더 포함하되, 상기 필터부는 메쉬필터로 이루어지는 제1필터와, 상기 제1필터의 상부에 위치하며 다수개의 백필터로 이루어지는 제2필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치의 환원부는 양단부를 가지며, 그 양단부로 연장 형성되고, 일단부에 유입구가 형성되며, 타단부에 토출구가 형성되는 분말유로관; 상기 분말유로관의 외측에 위치하며, 그 분말유로관을 가열하는 가열부; 및 상기 분말유로관으로 수소를 공급하는 수소공급장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치의 냉각부는 상기 냉각부로부터 배출되는 산화분말을 상기 환원부로 운반하기 위한 운반부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치의 분말유로관은 내주면에 그 분말유로관의 길이방향을 따라 나선형 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치의 반응부 및 상기 환원부는 상기 분말유로관을 회전시키기 위한 구동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 비건조된 분말을 공급받아 연속공정에 의해 건조, 가열, 냉각 등이 순차적으로 이루어짐으로써 생산량을 증가시키며, 공정 시 불순물이 혼입되지 않는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에 대한 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 건조부를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 이송부를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 반응부를 나타낸 종단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 냉각부를 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 운반부를 나타낸 정면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 환원부를 나타낸 종단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 포집부를 도시한 정면도이다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 형태의 구성요소는 그 지시하는 설명을 동일하게 하는 한편, 도면부호는 서로 다르게 부여하였음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에 대한 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 건조부를 나타낸 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 이송부를 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 반응부를 나타낸 종단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 냉각부를 나타낸 정면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 운반부를 나타낸 정면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 환원부를 나타낸 종단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 나노분말 제조장치에서 포집부를 도시한 정면도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하여 보면, 본 발명에 따른 나노분말 제조장치(1)는 비건조된 분말을 공급받아 건조하는 건조부(10), 상기 건조부(10)에서 공급되는 건조된 분말에 산소를 공급하고 가열하여 나노상태의 산화분말로 증발시키는 반응부(30), 상기 반응부(30)에서 가열되어 증발되는 나노 상태의 산화분말을 냉각하여 산화분말로 배출하는 냉각부(40), 상기 냉각부(40)에서 공급되는 나노 상태의 산화분말에 수소를 공급하고 가열하여 수분을 배출하고, 나노 상태의 산화분말을 나노분말 상태로 증발시키는 환원부(50), 상기 환원부(50)에서 가열되어 증발되는 나노분말을 냉각하여 포집하는 포집부(60)를 포함한다.
도 2를 참조하여 보면, 상기 건조부(10)는 비건조된 분말이 유입되는 비건조분말유입구(11)와, 건조된 분말이 배출되는 건조분말배출구(12)가 형성되는 건조호퍼(13)와, 상기 건조호퍼(13)의 내측에 수용되는 비건조된 분말을 교반하는 교반부(14) 및 상기 건조호퍼(13)의 하부에 위치하며, 비건조된 분말을 건조하는 히팅부(18)를 포함한다.
상기 교반부(14)는 상기 건조호퍼(13)의 내측에 위치하는 교반날개(15)와, 일단부는 상기 교반날개(15)에 연결되고, 타단부는 상방향으로 연장되는 회전축(16) 및 상기 회전축(16)의 타단부에 연결되는 구동모터(17)를 포함한다.
상기 교반부(14)는 비건조된 분말이 상기 건조호퍼(13)로부터 상기 건조분말배출구(12)로 자연스럽게 배출될 수 있도록 하며, 상기 히팅부(18)는 상기 건조호퍼(13) 내에 수용되는 비건조된 분말을 건조한다.
상기 히팅부(18)는 상기 건조호퍼(13)의 내측 또는 외측에 위치하여도 무방하나 상기 건조분말배출구(12)의 하부에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 히팅부(18)는 외부로부터 전원을 인가받아 가동되며, 비건조된 분말을 건조하여 100℃ 이하의 상태가 되도록 한다.
이때, 상기 나노분말 제조장치(1)는 상기 건조부(10)와 상기 반응부(30) 사이에 이송부(20)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
도 1을 참조하여 보면, 상기 이송부(20)는 상기 건조부(10)에서 건조되어 배출되는 분말을 공급받아 상기 반응부(30)로 공급되도록 한다.
상기 이송부(20)는 도시되지는 않았으나 상기 건조부(10)와 상기 반응부(30)를 연결하는 스크류 이송장치나, 벨트 이송장치 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
상기 스크류 이송장치 및 상기 벨트 이송장치는 구동모터 등에 의해 구동되는 일반적인 형태로 이루어지므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
또는, 도 3을 참조하여 보면, 상기 이송부(20)는 내측으로 상기 건조부(10)에서 공급되는 건조된 분말이 유입되고 하부에는 건조된 분말이 배출되는 분말배출구(21)가 형성되는 이송호퍼(22)와, 상기 분말배출구(21)의 하부에 위치하며 일단부에는 구동모터(17)가 연결되고 타단부는 상기 반응부(30) 방향으로 연장 형성되는 건조분말 이송스크류(24)와, 양단부를 가지며 일단부로부터 타단부로 연장 형성되고 상기 건조분말 이송스크류(24)를 감싸며 타단부가 개구되는 건조분말 케이싱(25)과, 일단부는 상기 건조분말배출구(12)에 연결되고, 타단부는 상기 이송호퍼(22)에 연결되는 건조분말이송관(26)과, 상기 이송호퍼(22)의 상부에 위치하며, 상기 건조부(10)로부터 배출되는 건조된 분말을 흡입하는 흡입장치(27)를 포함한다.
상기 흡입장치(27)는 흡인기나, 진공흡입장치 등 분말을 흡입할 수 있는 일반적인 형태로 이루어진다.
즉, 상기 나노분말 제조장치(1)는 상기 건조부(10)에서 건조되어 상기 건조분말배출구(12)로 배출되는 분말이 상기 흡입장치(27)의 구동에 의해 상기 건조분말이송관(26)을 통해 상기 이송호퍼(22)에 수용된다.
상기 이송호퍼(22)에 수용되는 분말은 상기 건조분말 이송스크류(24)의 구동에 따라 상기 반응부(30)로 유입된다.
도 4를 참조하여 보면, 상기 반응부(30)는 양단부를 가지며 그 양단부 방향으로 연장 형성되고 일단부에 유입구(31a)가 형성되며 타단부에 토출구(31b)가 형성되는 분말유로관(31)과, 상기 분말유로관(31)의 외측에 위치하며 그 분말유로관(31)을 가열하는 가열부(32) 및 상기 분말유로관(31)으로 산소를 공급하는 산소공급장치(33)를 포함한다.
상기 분말유로관(31)은 상기 유입구(31a)가 상기 건조분말배출구(12)에 위치하거나, 상기 건조분말 케이싱(25)의 타단부에 위치하며, 그 유입구(31a)로 건조분말이 유입된다.
상기 토출구(31b)는 후술되는 상기 냉각부(40)의 포집탱크(43) 내측에 위치한다.
상기 분말유로관(31)은 내주면에 분말의 원활한 이송을 위한 나선형 돌기(34)가 그 분말유로관(31)의 길이방향을 따라 형성된다.
상기 분말유로관(31)은 구동모터 등의 구동장치(35)에 연결되며, 그 구동장치(35)의 구동에 따라 회전된다.
상기 가열부(32)는 내측으로 전열선 등의 전열부재가 구비되고 외부로부터 전원을 공급받아 고온의 열을 방출하거나, 외부로부터 고온의 증기 등을 공급받아 분말을 증발시킨다.
상기 산소공급장치(33)는 도시되지는 않았으나 산소가 저장되는 탱크로부터 산소를 공급받아 공급하는 일반적인 형태로 이루어지며, 산소의 공급량이나, 압력 등을 조절하기 위한 안전밸브 등이 구비될 수 있음은 물론이다.
즉, 상기 나노분말 제조장치(1)는 상기 이송부(20)로부터 공급되는 분말이 상기 분말유로관(31)으로 유입되면 그 분말은 회전되는 상기 분말유로관(31)을 통해 상기 나선형 돌기(34)를 따라 상기 냉각부(40)로 유입된다.
그리고, 분말은 상기 분말유로관(31)을 통과하면서 상기 산소공급장치(33)로부터 공급되는 산소 및 상기 가열부(32)에서 발생되는 고온의 열에 의해 반응이 일어나면서 나노 상태로 산화 증발된다.
도 5를 참조하여 보면, 상기 냉각부(40)는 상,하단부를 가지며, 그 상,하단부 방향으로 연장 형성되고, 하단부에 배출구(41)가 형성되며, 상단부에 압력조절댐퍼(42)가 설치되는 포집탱크(43) 및 상기 포집탱크(43)의 내측으로 냉각기체를 배출하여 상기 포집탱크(43)로 유입되는 증발된 상태의 분말을 냉각하는 냉각장치(44)를 포함한다.
여기서, 상기 냉각부(40)로 유입되는 분말은 상기 반응부(30)에서 공급되는 산소에 의해 산화반응이 일어난 상태이므로 산화분말이 증발된 것으로 이해되어야 한다.
이때, 상기 냉각부(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 배출구(41)로부터 배출되는 산화분말을 상기 환원부(50)로 운반하기 위한 운반부(48)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
도 6을 참조하여 보면, 상기 운반부(48)는 상기 배출구(41)의 하부에 위치하며, 일단부에는 구동모터(48a)가 연결되고, 타단부는 상기 환원부(50) 방향으로 연장 형성되는 산화분말 이송스크류(48b) 및 양단부를 가지며 그 양단부 방향으로 연장 형성되고 상기 산화분말 이송스크류(48b)를 감싸며 타단부는 개구되어 후술되는 환원부(50)의 분말유로관(51)의 내측에 위치하는 산화분말 케이싱(48c)을 포함한다.
상기 포집탱크(43)는 포집되는 산화분말이 상기 배출구(41)를 통해 자연스럽게 배출될 수 있도록 하부가 상기 배출구(41)로 갈수록 좁아지는 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 냉각기체는 저온 상태의 질소로 이루어지며, 상기 냉각장치(44)는 냉각기체를 상기 포집탱크(43)의 내측으로 공급하는 형태로 이루어진다.
예컨대, 상기 냉각장치(44)는 도시되지는 않았으나 저온의 질소가 저장되는 탱크로부터 질소를 공급받아 공급하는 일반적인 형태로 이루어지며, 질소의 공급량이나, 압력 등을 조절하기 위한 안전밸브 등이 구비될 수 있음은 물론이다.
이때, 상기 냉각부(40)는 상기 포집탱크(43)의 내측 상부에 위치하는 필터부(45)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 필터부(45)는 상기 포집탱크(43)의 내부에서 낙하되지 않고 승강되는 분말을 1차 거르기 위한 제1필터(46)와, 상기 제1필터(46)의 상부에 위치하며 상기 제1필터(46)를 통과하는 산화분말을 2차 거르기 위한 제2필터(47)로 이루어진다.
상기 제1필터(46)는 메쉬필터로 이루어지며, 상기 제2필터(47)는 다수개의 백필터로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 상기 나노분말 제조장치(1)는 상기 포집탱크(43)의 내부로 상기 반응부(30)에서 산화분말이 증발되어 유입된다.
상기 포집탱크(43)로 유입되는 증발된 산화분말은 하중이 가벼워 승강되면서 상기 냉각장치(44)에 의해 응고되어 낙하되며, 낙하되지 않고 승강되는 산화분말은 상기 제1필터(46) 및 상기 제2필터(47)를 차례로 통과되면서 걸러진다.
그리고, 상기 포집탱크(43) 내의 압력이 상승되면 그 압력에 의해 상기 압력조절댐퍼(42)가 자동으로 열리면서 산소나, 질소가 외부로 배출된다.
상기 포집탱크(43) 내에서 낙하되는 산화분말은 상기 배출구(41)를 통해 상기 환원부(50)로 유입된다.
도 7을 참조하여 보면, 상기 환원부(50)는 양단부를 가지며 그 양단부 방향으로 연장 형성되고 일단부에 유입구(51a)가 형성되며 타단부에 토출구(51b)가 형성되는 분말유로관(51)과, 상기 분말유로관(51)의 외측에 위치하며 그 분말유로관(51)을 가열하는 가열부(52) 및 상기 분말유로관(51)으로 수소를 공급하는 수소공급장치(53)를 포함한다.
상기 분말유로관(51)은 상기 유입구(51a)로 상기 냉각부(40)에서 배출되는 나노 상태의 산화분말이 유입되며, 상기 토출구(51b)는 상기 포집부(60)에 위치한다.
상기 분말유로관(51)은 내주면에 분말의 원활한 이송을 위한 나선형 돌기(54)가 그 분말유로관(51)의 길이방향을 따라 형성된다.
상기 분말유로관(51)은 구동모터 등의 구동장치(55)에 연결되며, 그 구동장치(55)의 구동에 따라 회전 가능하다.
상기 가열부(52)는 내측으로 전열선 등의 전열부재가 구비되고 외부로부터 전원을 공급받아 고온의 열을 방출하거나, 외부로부터 고온의 증기 등을 공급받아 분말을 증발시킨다.
상기 수소공급장치(53)는 도시되지는 않았으나 수소가 저장되는 탱크로부터 수소를 공급받아 공급하는 일반적인 형태로 이루어지며, 수소의 공급량이나, 압력 등을 조절하기 위한 안전밸브 등이 구비될 수 있음은 물론이다.
즉, 상기 나노분말 제조장치(1)는 상기 이송부(20)로부터 공급되는 분말이 상기 분말유로관(51)으로 유입되면 그 산화분말은 회전되는 상기 분말유로관(51)을 통해 상기 나선형 돌기(54)를 따라 상기 포집부(60)로 유입된다.
그리고, 산화분말은 상기 분말유로관(51)을 통과하면서 상기 수소공급장치(53)로부터 공급되는 수소 및 상기 가열부(52)에서 발생되는 고온의 열에 의해 환원되면서 산소를 잃은 증발된 나노분말과 수분으로 나뉜다.
이때, 상기 환원부(50)는 도시되지는 않았으나 상기 분말유로관(51)에서 발생되는 수분을 외부로 배출하기 위한 수분배출장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이로 인하여, 상기 환원부(50)에서 발생되는 수분은 상기 포집부(60)로 유입됨이 없이 외부로 배출되며, 증발된 나노분말은 상기 분말유로관(51)을 통과한 뒤 상기 포집부(60)로 유입된다.
도 8을 참조하여 보면, 상기 포집부(60)는 상,하단부를 가지며, 그 상,하단부 방향으로 연장 형성되고, 하단부에 배출구(61)가 형성되며, 상단부에 압력조절댐퍼(62)가 설치되는 포집탱크(63) 및 상기 포집탱크(63)의 내측으로 냉각기체를 배출하여 상기 포집탱크(63)로 유입되는 증발된 상태의 분말을 냉각하는 냉각장치(64)를 포함한다.
여기서, 상기 포집부(60)로 유입되는 분말은 상기 환원부(50)에서 공급되는 수소에 의해 환원반응이 일어난 상태이므로 나노분말이 증발된 것으로 이해되어야 한다.
상기 포집탱크(63)는 포집되는 나노분말이 상기 배출구(61)를 통해 자연스럽게 배출될 수 있도록 하부가 상기 배출구(61)로 갈수록 좁아지는 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 냉각기체는 저온 상태의 질소로 이루어지며, 상기 냉각장치(64)는 냉각기체를 상기 포집탱크(63)의 내측으로 공급하는 형태로 이루어진다.
예컨대, 상기 냉각장치(64)는 도시되지는 않았으나 저온의 질소가 저장되는 탱크로부터 질소를 공급받아 공급하는 일반적인 형태로 이루어지며, 질소의 공급량이나, 압력 등을 조절하기 위한 안전밸브 등이 구비될 수 있음은 물론이다.
이때, 상기 포집부(60)는 상기 포집탱크(63)의 내측 상부에 위치하는 필터부(65)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 필터부(65)는 상기 포집탱크(63)의 내부에서 낙하되지 않고 승강되는 나노분말을 1차 거르기 위한 제1필터(66)와, 상기 제1필터(66)의 상부에 위치하며 상기 제1필터(66)를 통과하는 나노분말을 2차 거르기 위한 제2필터(67)로 이루어진다.
상기 제1필터(66)는 메쉬필터로 이루어지며, 상기 제2필터(67)는 다수개의 백필터로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 상기 나노분말 제조장치(1)는 상기 포집탱크(63)의 내부로 상기 환원부(50)에서 나노분말이 증발되어 유입된다.
상기 포집탱크(63)로 유입되는 증발된 나노분말은 하중이 가벼워 승강되면서 상기 냉각장치(64)에 의해 응고되어 낙하되며, 낙하되지 않고 승강되는 나노분말은 상기 제1필터(66) 및 상기 제2필터(67)를 차례로 통과되면서 걸러진다.
그리고, 상기 포집탱크(63) 내의 압력이 상승되면 그 압력에 의해 상기 압력조절댐퍼(62)가 자동으로 열리면서 산소나, 질소가 외부로 배출된다.
상기 포집탱크(63) 내에서 낙하되는 나노분말은 상기 배출구(61)를 통해 포집된다.
이로 인하여, 상기 나노분말 제조장치(1)는 산소가 포함되지 않은 상태의 나노분말을 제조할 수 있다.
상기와 같이 구성된 나노분말 제조장치(1)는 연속공정에 의해 건조, 가열, 냉각 등이 순차적으로 이루어짐으로써 생산량을 증가시키며, 공정시 불순물이 혼입되지 않는 효과가 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 나노분말 제조장치를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 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.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 나노분말 제조장치 10 : 건조부
11 : 비건조분말유입구 12 : 건조분말배출구
13 : 건조호퍼 14 : 교반부
18 : 히팅부 20 : 이송부
21 : 분말배출구 22 : 이송호퍼
23 : 구동모터 24 : 건조분말 이송스크류
25 : 건조분말 케이싱 26 : 건조분말이송관
27 : 흡입장치 30 : 반응부
31 : 분말유로관 32 : 가열부
33 : 산소공급장치 34 : 나선형 돌기
35 : 구동장치 40 : 냉각부
41 : 배출구 42 : 압력조절댐퍼
43 : 포집탱크 44 : 냉각장치
45 : 필터부 46 : 제1필터
47 : 제2필터 48 : 운반부
48a : 구동모터 48b : 산화분말 이송스크류
48c : 산화분말 케이싱 50 : 환원부
51 : 분말유로관 52 : 가열부
53 : 수소공급장치 54 : 나선형 돌기
55 : 구동장치 60 : 포집부
61 : 배출구 62 : 압력조절댐퍼
63 : 포집탱크 64 : 냉각장치
65 : 필터부 66 : 제1필터
67 : 제2필터

Claims (11)

  1. 비건조된 분말을 공급받아 건조하는 건조부;
    상기 건조부에서 공급되는 건조된 분말에 산소를 공급하고 가열하여 나노상태의 산화분말로 증발시키는 반응부;
    상기 반응부에서 가열되어 증발되는 나노 상태의 산화분말을 냉각하여 산화분말로 배출하는 냉각부;
    상기 냉각부에서 공급되는 나노 상태의 산화분말에 수소를 공급하고 가열하여 수분을 배출하고, 나노 상태의 산화분말을 나노분말 상태로 증발시키는 환원부;
    상기 환원부에서 가열되어 증발되는 나노분말을 냉각하여 포집하는 포집부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노분말 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 건조부는 비건조된 분말이 유입되는 비건조분말유입구와, 건조된 분말이 배출되는 건조분말배출구가 형성되는 건조호퍼;
    상기 건조호퍼의 내측에 수용되는 비건조된 분말을 교반하는 교반부; 및
    상기 건조호퍼의 하부에 위치하며, 비건조된 분말을 건조하는 히팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노분말 제조장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 건조부와 상기 반응부 사이에 상기 건조부에서 배출되는 건조된 분말을 상기 반응부로 이송하는 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노분말 제조장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 이송부는 스크류 이송장치 또는 벨트이송장치로 이루어지거나,
    내측으로 상기 건조부에서 공급되는 건조된 분말이 수용되고, 하부에는 건조된 분말이 배출되는 분말배출구가 형성되는 이송호퍼;
    상기 분말배출구의 하부에 위치하며, 일단부에는 모터가 연결되고, 타단부는 상기 운반부 방향으로 연장 형성되는 건조분말 이송스크류;
    양단부를 가지며, 일단부로부터 타단부로 연장 형성되고, 타단부가 개구되며, 상기 이송스크류를 감싸는 건조분말 케이싱;
    일단부는 상기 건조분말배출구에 연결되고, 타단부는 상기 이송호퍼에 연결되는 건조분말이송관;
    상기 이송호퍼의 상부에 위치하며, 상기 건조부로부터 배출되는 건조된 분말을 흡입하는 흡입장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노분말 제조장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 반응부는 양단부를 가지며, 그 양단부로 연장 형성되고, 일단부에 유입구가 형성되며, 타단부에 토출구가 형성되는 분말유로관;
    상기 분말유로관의 외측에 위치하며, 그 분말유로관을 가열하는 가열부; 및
    상기 분말유로관으로 산소를 공급하는 산소공급장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노분말 제조장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각부 및 상기 포집부는 상,하단부를 가지며, 그 상,하단부 방향으로 연장 형성되고, 하단부에 배출구가 형성되며, 상단부에 압력조절댐퍼가 설치되는 포집탱크; 및
    상기 포집탱크의 내측으로 냉각기체를 배출하는 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노분말 제조장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 냉각부 및 상기 포집부는 상기 포집탱크의 내측 상부에 위치하는 필터부를 더 포함하되,
    상기 필터부는 메쉬필터로 이루어지는 제1필터와, 상기 제1필터의 상부에 위치하며 다수개의 백필터로 이루어지는 제2필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노분말 제조장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 환원부는 양단부를 가지며, 그 양단부로 연장 형성되고, 일단부에 유입구가 형성되며, 타단부에 토출구가 형성되는 분말유로관;
    상기 분말유로관의 외측에 위치하며, 그 분말유로관을 가열하는 가열부; 및
    상기 분말유로관으로 수소를 공급하는 수소공급장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노분말 제조장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각부는 상기 냉각부로부터 배출되는 산화분말을 상기 환원부로 운반하기 위한 운반부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노분말 제조장치.
  10. 제 5항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 분말유로관은 내주면에 그 분말유로관의 길이방향을 따라 나선형 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 나노분말 제조장치.
  11. 제 5항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 반응부 및 상기 환원부는 상기 분말유로관을 회전시키기 위한 구동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노분말 제조장치.
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CN111617702A (zh) * 2019-02-28 2020-09-04 德邦新材料股份公司 氧化物粉末制造装置

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