KR20130107423A

KR20130107423A - 분말 연속공급장치

Info

Publication number: KR20130107423A
Application number: KR1020120029173A
Authority: KR
Inventors: 박동수; 류정호
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-10-02
Also published as: KR101315147B1

Abstract

본 발명에 따른 분말 연속 공급장치는 분말이 수용되는 분말용기; 상기 분말 용기의 내부에 회전가능하게 설치되고, 복수개의 홀을 포함하는 회전판; 상기 회전판의 하단부에 설치되고, 개구부를 포함하는 고정판; 상기 분말용기를 수직으로 분할하고 상기 분말 용기에 고정된 수직 분할판; 상기 수직 분할판에 결합된 분말 가이드부; 및 상기 분말 용기의 하부에 위치한 분말 토출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

분말 연속공급장치{Apparatus for continuous powder feeding}

본 발명은 분말 연속공급장치로서, 균일하고 연속적으로 미세한 분말뿐만 아니라 과립을 진공장치로 공급할 수 있는 미세분말 및 과립 연속공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 크기가 수십 마이크로미터 이하의 미세한 분말들은 정전기적 인력 또는 수분의 흡착으로 인하여 서로 붙어서 더 큰 크기의 응집체 덩어리를 형성한다.

이러한 응집체 덩어리는 그 내부에 다수의 1차 입자들이 약하게 결합된 상태로 이루어지는데, 이들 응집체의 크기가 커지면 분말의 유동성이 극히 악화되어 통상의 방법으로는 분말을 연속적으로 일정하게 이송시키는 것이 지극히 어렵다.

분말을 분사하여 세라믹 또는 금속 코팅막을 성막하는 에어로졸 데포지션, 플라즈마 용사 코팅, 콜드 스프레이 등의 방법은 균일하고 효율적인 성막을 하기 위해 원료 분말을 연속적으로 공급하는 것이 바람직하다.

특히, 에어로졸 데포지션 코팅에서와 같이 미세 분말 또는 과립을 사용하여야 하는 경우에 있어서 분말의 연속적인 이송 및 공급은 매우 중요하며 분말의 이송 상태에 따라 분말의 소모량뿐만 아니라 코팅의 속도, 코팅의 균일도도 달라진다.

종래에는 에어로졸 데포지션을 이용한 코팅 등에서 사용되는 진공장치로의 분말을 공급하기 위해서 사용된 방법은 스크류방식과 진동인가방식이 있었다.

여기에서, 상기 스크류방식은 스크류를 통해 분말을 이송하는 방식이다. 이와 같은 방식에 의하는 경우 분말이 수 마이크로미터 크기 이하가 될 때에는 분말의 뭉침 현상 발생하고 또한 뭉친 분말은 스크류와 관 내부에서 다져지는 문제가 있어서 미세분말을 이송시키는 경우에는 실제로 적용하기 곤란하다는 문제점이 있다.

또한, 진동인가방식은 진동을 분말통에 인가하여 분말을 부유시키고 이송가스를 이용하여 부유된 분말을 진공장치로 공급하는 방식이다.

이와 같이 진동인가와 이송가스를 사용할 경우 진동에 의해 분말의 공급이 불연속적으로 되고 더불어 용기벽에 분말이 다져지는 바 연속적으로 미세한 분말을 제공하는데 문제가 있으며 사용할 수 있는 분말의 양도 한계가 있다는 문제점이 있었다.

또한, 본 발명자에 의해 출원된 ‘분말 연속공급장치 출원번호 "2011-0097852. 0097853"의 경우에도 회전판과 고정판의 사이에 끼이게 되는 과립분말의 경우에 회전판과 고정판의 마찰에 의하며 과립분말의 형상이 변형되거나, 과립의 파쇄가 이루어지는 문제점이 있었다.

본 발명에서는 상기한 문제점을 해결하고, 분말의 크기, 형상에 관계 없이 분말을 연속적으로 끊김없이 공급할 수 있으며, 분말/과립의 파쇄를 최소화 할 수 있는 장치를 제공하고자 한다. 본 발명은 응집 현상이 심하지 않은 미세 분말이나 과립의 파쇄나 변형이 일어나지 않으면서 연속적으로 끊김없이 공급할 수 있도록 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 분말 연속 공급장치는 분말이 수용되는 분말용기; 상기 분말 용기의 내부에 회전가능하게 설치되고, 복수개의 홀을 포함하는 회전판; 상기 회전판의 하단부에 설치되고, 개구부를 포함하는 고정판; 상기 분말용기를 수직으로 분할하고 상기 분말 용기에 고정된 수직 분할판; 상기 수직 분할판에 결합된 분말 가이드부; 및 상기 분말 용기의 하부에 위치한 분말 토출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 분말 가이드부는 상광하협의 깔대기 형상인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 분말 가이드부의 하단부는 슬릿형상의 개구를 포함하고, 상기 회전판의 원주방향으로 배열된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 분말 가이드부는 상기 회전판이 회전하는 방향을 기준으로 상기 수직분할판의 후면에 결합된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 분말을 공급하는 분말저장공급관이 상기 분말 가이드부로 돌출된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 분말 용기의 상단에 고정되고, 상기 분말저장공급관를 통해 연통하는 분말 저장용기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 분말 저장용기는 진공챔버와 연통되어 압력조절이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 분말 저장용기와 상기 분말 용기는 오링에 의해 밀폐결합된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 분말 용기의 상단부에 위치한 이송가스를 투입하는 이송가스 투입구를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 수직 분할판은 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 수직 분할판이 두 개인 경우, 상기 분말 용기를 180°이하영역과 180°이상 영역으로 구획하고, 상기 이송가스 투입구는 상기 180°이하영역에 위치되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 수직 분할판은 상기 회전판에 포함된 복수개의 홀 내부에 상기 분말을 장입시키기 위해 스크래이핑 기능을 하도록 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 회전판의 중앙에 회전축이 고정되어, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 회전판이 회전하며, 상기 수직 분할판은 상기 회전축과 분리된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 분말 연속 공급장치는 분말이 수용되는 분말용기; 상기 분말 용기의 내부에 고정 설치되고, 복수개의 홀을 포함하는 고정판; 상기 분말용기를 관통하는 회전축과 결합되어 회전가능하게 설치되고, 상기 고정판의 하단부에 설치되며, 개구부를 포함하는 회전판; 상기 회전판과 동일한 회전축에 고정되어 회전하며, 상기 분말용기를 수직으로 분할하는 수직 분할판; 상기 수직 분할판에 결합된 분말 가이드부; 상기 분말 용기의 하부에 위치한 분말 토출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 분말 가이드부는 상기 수직 분할판이 회전하는 방향을 기준으로 상기 수직분할판의 전면에 결합된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 분말 연속 공급방법은 분말이 수용되는 분말용기; 상기 분말 용기의 내부에 회전가능하게 설치되고, 복수개의 홀을 포함하는 회전판; 상기 회전판의 하단부에 설치되고, 개구부를 포함하는 고정판; 상기 분말용기를 수직으로 분할하고 상기 분말 용기에 고정된 수직 분할판; 상기 수직 분할판에 결합된 분말 가이드부; 상기 분말 용기의 하부에 위치한 분말 토출구를 포함하는 분말 연속 공급장치에 상기 분말 가이드부를 통해 분말을 공급하는 분말 공급단계; 상기 복수개의 홀을 포함하는 회전판을 회전시키는 회전판 회전단계; 상기 회전판의 회전방향을 기준으로 상기 수직 분할판의 후면에 결합된 상기 분말 가이드부에 공급된 상기 분말을 상기 수직 분할판이 스크레이핑하여 상기 회전판의 상기 복수개의 홀에 채워주는 분말 스크레이핑 단계; 상기 회전판의 하단부에 위치한 개구부를 포함하는 고정판을 통해 상기 분말이 떨어져 상기 분말 용기의 하부로 분말이 배출되는 분말 배출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 회전판의 상기 복수개의 홀에 채워진 상기 분말을 이송가스로 분사하는 이송가스분사단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 분말 공급단계 이전에, 상기 분말을 공급하는 분말저장공급관이 상기 분말 가이드부로 돌출되고, 상기 분말저장공급관을 통해 연통하는 분말 저장용기를 포함하며, 상기 분말저장용기는 진공챔버와 연통되는 분말 연속 공급장치의 상기 진공챔버에 진공을 설정하여 상기 분말이 상기 분말 가이드부에 과다공급되는 것을 방지하는 진공설정단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 분말 연속 공급방법은 분말이 수용되는 분말용기; 상기 분말 용기의 내부에 고정 설치되고, 복수개의 홀을 포함하는 고정판; 상기 분말용기를 관통하는 회전축과 결합되어 회전가능하게 설치되고, 상기 고정판의 하단부에 설치되며, 개구부를 포함하는 회전판; 상기 회전판과 동일한 회전축에 고정되어 회전하며, 상기 분말용기를 수직으로 분할하는 수직 분할판; 상기 수직 분할판에 결합된 분말 가이드부; 상기 분말 용기의 하부에 위치한 분말 토출구를 포함하는 분말 연속 공급장치에 상기 분말 가이드부를 통해 분말을 공급하는 분말 공급단계; 상기 수직분할판을 회전시키는 수직분할판 회전단계; 상기 수직 분할판의 회전방향을 기준으로 상기 수직 분할판의 전면에 결합된 상기 분말 가이드부에 공급된 상기 분말을 상기 수직 분할판이 스크레이핑하여 상기 고정판의 상기 복수개의 홀에 채워주는 분말 스크레이핑 단계; 상기 고정판의 하단부에 위치한 개구부를 포함하는 회전판을 통해 상기 분말이 떨어져 상기 분말 용기의 하부로 분말이 배출되는 분말 배출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 분말 연속공급장치는, 분말이 응집되지 않으면서 분말용기로부터 토출되고, 토출된 후에도 분말의 응집을 차단하도록 구성됨에 따라, 균일하고 연속적으로 미세한 분말을 진공장치로 공급할 수 있는 효과를 갖도록 하며, 분말의 크기, 형상에 관계없이 분말을 연속적으로 끊김없이 공급할 수 있으며, 분말/과립의 파쇄를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 분말 공급장치에 관한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 분말 연속 공급장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 분말 연속 공급장치의 작동원리를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 분말용기의 상단부 측에서의 수직 분할판의 투시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 분말 연속 공급장치의 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 분말 연속 공급장치의 확대사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 분말 연속 공급장치의 작동원리를 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 분말용기의 상단부 측에서의 수직 분할판의 투시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 회전판 또는 고정판의 홀의 형상을 나타내는 일 실시예이다.
도 10(a) 내지 도 10(e)는 본 발명에 따른 회전판 및 고정판의 홀의 형상을 나타내는 다른 실시예이다.
도 11은 본 발명에 따른 분말 연속 공급장치를 이용한 분말 연속 공급방법의 순서도이다.
도 12는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 분말 연속 공급장치를 이용한 분말 연속 공급방법의 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 1은 종래의 분말 공급장치에 관한 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명자가 특허출원번호 2011-0097852 및 2011-0097853의 "분말연속공급장치"에서 출원한 발명에 따르면, 분말이 분말 용기내에 적재됨으로써, 회전판의 회전시에 고정판과의 마찰에 의해서 맷돌과 같은 현상이 발생하고, 이로 인해 분말의 형상이 변형되거나 파쇄되는 현상이 발생하였고, 회전판과 고정판의 마찰로 인해 회전판과 고정판이 일정기간 사용하고 나면 판이 휘거나 파손되는 사례가 발생하였다.

이는 분말이 공급되고, 회전판과 고정판 사이에서 머무는 시간이 길어짐에 따라 맷돌현상이 발생하여 야기된 문제로서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자, 수직 분할판의 후단에 분말 가이드부를 설치하고 분말이 분말 가이드부를 통해 일정 면적에 공급되고, 수직 분할판이 일정 면적에 공급된 분말을 스크래이핑하여 회전판에 장입하고, 장입후 바로 이송가스로 배출시키게 함으로써, 회전판과 고정판 사이에 분말이 머무는 시간을 최소화한데 그 특징이 있다.

이하, 보다 구체적으로 본 발명에 대해 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 분말 연속 공급장치의 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 분말 연속 공급장치의 작동원리를 나타내는 개략도이며, 도 4는 본 발명에 따른 분말용기의 상단부 측에서의 수직 분할판의 투시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분말연속공급장치(1)는 분말이 수용되는 분말용기(100), 분말 용기(100)의 내부에 회전가능하게 설치되고, 복수개의 홀(210)을 포함하는 회전판(200), 회전판(200)의 하단부에 설치되고, 개구부(310)를 포함하는 고정판(300), 분말용기(100)를 수직으로 분할하고 분말 용기(100)에 고정된 수직 분할판(400), 수직 분할판(400)에 결합된 분말 가이드부(500), 및 분말 용기(100)의 하부에 위치한 분말 토출구(600)를 포함한다.

분말용기(100)에는 분말이 수용되고, 분말 용기(100)는 원통형 중간몸체(110), 중간몸체(110)의 상단부에 체결된 마개부(120), 중간몸체(110)의 하단부에 체결된 콘 형상의 하부(130)를 포함한다.

분말 용기(100)에 공급되는 분말은 분말 가이드부(500)에 공급되고, 분말 가이드부(500)는 상광하협(上廣下狹)의 위가 넓고 아랫부분이 좁아지는 깔대기 형상이 바람직하며, 분말 가이드부(500)의 하단부는 슬릿 형상(510)으로 회전판(200)의 원주방향으로 배치된다.

또한, 분말 가이드부(500)는 회전판(200)이 회전하는 방향을 기준으로 수직 분할판(400)의 후면에 결합되어 있다.

즉, 회전판(200)이 시계방향으로 회전한다고 가정할 때, 수직 분할판(400)의 전면은 시계방향쪽 면이고, 후면은 반시계방향쪽 면을 의미한다.

분말 용기(100)의 상단에는 분말 저장용기(700)가 고정설치되고, 분말 저장용기(700)는 분말저장공급관(710)을 통해 분말 가이드부(500)와 연통하여 분말이 분말저장공급관(710)을 통해 분말 가이드부(500)에 공급되게 된다.

또한, 분말저장공급관(710)은 분말 용기(100)의 내부, 즉 수직분할판(400)과 분말 가이드부(500)에 의해 둘러싸인 빈 공간까지 돌출되어 연장된다.

이는 분말저장공급관(710)이 돌출되어 연장된 부분까지만 분말이 공급되어 그 이상까지 분말이 공급되어 분말 가이드부(500) 전체를 채우지 않도록 해준다.

분말 가이드부(500)의 일정 높이까지만 분말이 공급되면 회전판(200)에 공급되는 분말의 양을 조절가능하여 일정량의 정량 연속 분사가 용이하다.

그러나, 분말 가이드부(500)의 전체 높이에 걸쳐 분말이 공급된 상태가 되면 회전판(200)에 공급되는 분말의 양이 순간적으로 과도하여 정량 분사가 이루어지지 않는 문제점이 야기될 수 있다.

또한, 분말의 과도한 공급을 제한하기 위해, 분말 저장용기(700)는 진공챔버(800)와 연통되어 압력조절이 가능하다.

즉, 분말 토출구(600)에 진공펌프를 연결하여 분말 용기(100)의 하부가 압력강하가 이루어지도록 함으로써, 분말 토출이 원활이 이루어지게 하는데, 이럴 경우, 분말 용기(100)의 상부와 하부의 압력차에 의해 분말 저장용기(700)에서 분말저장공급관(710)을 통해 분말 가이드부(500)로 과도한 분말이 한 순간에 배출되게 되어 연속적인 정량분사가 불가능해진다.

이를 방지하기 위해, 분말 용기(100)의 상부, 즉 분말 저장용기(700)에도 진공챔버와 연통하여 압력을 낮추어 분말 용기(100)의 상부와 하부의 압력을 일정하게 함으로써, 분말이 일시에 과도하게 분말 가이드부(500)로 공급되는 것을 차단한다.

분말저장용기(700)의 진공을 유지하기 위해 분말 저장용기(700)와 분말 용기(100)는 오링(140)에 의해 밀폐결합된다.

분말 저장용기(700)와 진공챔버(800)와 연결된 연결부에는 단속밸브(810)가 설치되어 분말용기(100) 내부에서의 상부와 하부의 압력을 제어가능하며 이를 통해 분말 공급량을 일정하게 조절가능하다.

압력제어를 통해 분말 가이드부(500)로 공급된 정량의 분말이 분말 가이드부(500)의 수직하방에 위치했던 회전판(200)의 복수개의 홀(210)에 장입되고, 장입된 분말은 회전판(200)의 회전에 따라 수직 분할판(400)에 의해 스크래이핑 되면서 수직 분할판(400)을 경계로 분말 가이드부(500)와 반대편에 위치하게 되고, 이 때 고정판(300)에 형성된 개구부(310)를 통해 장입된 분말이 분말 토출구(600)로 토출되어 코팅에 사용되게 된다.

분말 토출구(600)로 분말이 용이하게 토출되도록 분말 용기(100)의 상단부에 이송가스를 투입하는 이송가스 투입구(160)를 추가로 포함될 수 있고, 이송가스 투입구(160)를 통해 이송가스가 분말 용기(100)에 공급되어 회전판(200)에 장입된 분말을 토출시키게 된다.

분말용기(100)의 하부(130)에는 자중에 의해 회전판(200)과 고정판(300)의 개구부를 통과한 분말이 분말 토출구(600)를 통해 통과하게 되고, 이송가스는 중력에 의한 자유낙하를 도와주는 역할을 하고, 이 과정에서 분말의 유동을 향상시키기 위해 진동기(미도시)를 포함할 수도 있다.

또한 유동성이 좋지 않은 미립자 분말을 공급할 시에는 분말 용기의 하부나 분말용기의 외측에 진동기(미도시)을 부착하여 분말의 유동성을 향상시킬 수 있다

분말 용기(100)의 중앙에는 분말 용기(100)를 관통하여 회전하는 회전축(150)이 위치하고, 회전축에 고정되어 회전축(150)의 회전에 따라 회전하는 회전판(200)이 분말 용기(100) 내부에 위치한다.

분말 용기(100)의 내부에 수직으로 위치하는 수직 분할판(400)은 적어도 하나 이상이 설치된다.

수직 분할판(400)이 분말 용기(100)의 내벽에 고정되거나 분말 용기(100)의 상단부의 마개부(120)와 결합 고정된다.

수직 분할판(400)은 분말용기(100)의 내벽, 마개부(120)에 모두 고정될 수도 있고, 다만, 회전축(150)과는 분리되어 회전축의 회전과는 별도로 고정되어 있다.

회전축(150)과 수직 분할판(400)은 분리되어 있으나 이격간격이 미세하여 이격 공간을 통해 분말이 비산되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

회전축(150)은 회전축의 말단에 설치된 풀리 또는 스프로킷에 벨트 또는 체인에 의해 구동수단(220)과 연결되거나, 구동수단에 직접 연결될 수 있고, 구동수단은 정속 모터를 사용함으로써, 회전축(150)에 따라 회전하는 회전판(200)이 정속 회전가능하게 한다.

정속모터의 회전속도는 속도제어기(230)에 의해 제어되어 회전속도를 고속으로 하여 분말 토출이 빠르게 진행될 수 있도록 할 수도 있고, 회전속도를 저속으로 하여 분말 토출 속도를 늦출수도 있다.

시간당 토출되는 분말의 양은 정속모터의 회전속도와 회전판(200)의 복수개의 홀(210)의 부피에 의해 결정된다.

도 3은 본 발명에 따른 분말 연속 공급장치의 작동원리를 나타내는 개략도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 분말 용기(100)의 마개부(120)에는 이송가스를 투입하는 이송가스 투입구(160)가 위치하고, 분말가이드부(500)의 상부에 분말을 공급하는 분말저장공급관(710)가 분말용기(100)의 내부까지 연장되어 위치한다.

바람직하게는 이송가스 투입구(160)와 분말저장공급관(710)은 수직분할판(400)을 경계로 서로 다른 측면에 위치한다.

이송가스 투입구(160)는 회전판(200)의 하단부에 위치한 고정판(300)의 개구부(310)와 동일한 수직선상에 위치하는 것이 바람직하며, 이송가스 투입구(160)로 공급된 이송가스가 분말 용기(100) 내부의 분말을 개구부(310)를 통해 이송시킬 수 있는 구조이다.

수직 분할판(400)의 하단면과 회전판(200)의 상단면은 서로 회전판(200)의 회전할 때 회전판(200)의 상단면에 위치한 분말이 회전판(200)의 복수개의 홀(210) 내부로 잘 밀려들어갈 수 있도록 위치한다.

이러한 수직 분할판(400)은 스크레이핑 기능을 하고, 이를 보다 효과적으로 하기 위해 형상은 회전판(200)쪽으로 갈수록 두께가 좁아지는 쐐기형상으로 하는 것이 분말을 회전판(200)의 홀(210)에 밀어 넣기 유리하다.

회전판(200)의 회전방향을 기준으로 수직분할판(400)의 후면에 결합된 분말가이드부(500)에 공급된 분말은 고정된 수직 분할판(400)의 하단면에서 회전하는 회전판(200)의 복수개의 홀(210)에 수직 분할판(400)의 스크레이핑(scraping) 기능에 의해 복수개의 홀(210) 내부에 밀려들어가 홀(210)이 분말로 차게 되고, 분말로 찬 홀(210)은 회전판(200)의 회전에 의해 회전판(200)의 하단부에 위치한 고정판(300)의 개구부(310)를 통과하게 된다.

또한, 회전판(200)의 분말로 채워진 복수개의 홀(210)이 고정판(300)의 개구부(310)를 통과하는 순간, 분말은 자중에 의해 개구부(310)를 통해 배출되고, 마개부(120)에 위치한 이송가스 투입구(160)로부터 공급된 이송가스가 홀(210) 안의 분말을 분말 용기(100)의 하부(130)로 이송시키고, 분말 토출구(600)로 배출될 수 있다.

따라서, 분말가이드부(500)로 공급된 분말은 회전판(200)과 고정판(300) 사이에서 스크레이핑 하는 수직 분할판(400)을 통과하는 순간만 머물러 있게 되므로 종래의 맷돌 현상은 최소화되어 회전판(200)이나 고정판(300)에 과부하가 걸리는 것이 방지되고, 과립이 파손되는 것도 방지가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 분말용기의 상단부 측에서의 수직 분할판의 투시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 분말용기(100)의 상단부의 마개부(120)의 일측에는 이송가스 투입구(160)가 위치하고, 타측에는 분말저장공급관(710)이 위치하며, 본 발명에 따른 수직 분할판(400)은 적어도 하나 이상이면 가능하나, 도 4에서는 두 개로 구성된 수직 분할판(400)의 실시예를 나타내고 있다.

수직 분할판(400)이 한 개인 경우에는 분말용기(100)의 회전판(200)이 수직 분할판(400)의 하단면을 통과하면 고정판(300)의 개구부(310)를 통해 분말이 배출되는 구조이고, 수직 분할판(400)이 두 개 이상인 경우에는 분말용기(100)의 구획이 분할되어 분말저장공급관(710)를 통해 분말이 공급되는 영역과, 회전판(200)의 복수개의 홀(210)에 적층된 분말이 배출되는 영역으로 구획되게 된다.

분말 가이드부(500)의 분말저장공급관(710)은 수직 분할판(400)을 기준으로 회전판(200)이 회전하는 방향의 반대편, 즉 후면에 위치하게 되고, 이송가스 투입구(160)는 회전판(200)이 회전하는 방향, 즉 전면에 위치하여, 분말 가이드부(500)에 공급된 분말이 회전하면서 바로 수직 분할판(400)을 만나 스크래이핑되고, 스크래이핑 된 분말은 수직 분할판(400)과 인접한 고정판(300)의 개구부(310)를 통해 토출되게 된다.

수직 분할판(400)은 분말용기(100)의 내벽에 고정되고, 회전축(150)과는 분리되어 있으나, 두 개의 수직 분할판(400)은 회전축과 미세하게 이격되어 분말이 그 틈새로 비산되지는 못하고, 회전축의 회전을 방해하지는 않는 구조이다.

두 개의 수직 분할판(400)으로 구성되어 분말 용기(100)를 두 개의 영역으로 구획하는 경우에는 개구부(310)가 위치한 영역에 수직 분할판(400)을 배열하여 180°이하 각을 형성하고, 180°이하 각 영역 쪽에서 이송가스 투입구(160)를 위치시켜, 회전판(200)의 복수개의 홀(210)에 장입된 분말을 배출시키는데 있어서 보다 효과적이다.

도 5는 본 발명에 따른 분말 연속 공급장치의 사진이고, 도 6은 본 발명에 따른 분말 연속 공급장치의 확대사진으로서, 도 2 내지 4에서 설명된 분말 연속 공급장치의 실제 제작된 모습을 나타낸다.

도 7은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 분말 연속 공급장치의 작동원리를 나타내는 개략도이고, 도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 분말용기의 상단부 측에서의 수직 분할판의 투시도이다.

도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 도 2 내지 도 4의 실시예에서와는 달리, 수직분할판(400)이 회전축(150)을 따라 회전하고, 수직분할판(400)의 하단부에서 스크래이핑되는 판은 고정된 고정판(300')이고, 고정판(300')의 하단부에서 회전축(150)과 결합되어 회전하는 회전판(200')이 위치하게 된다.

보다 구체적으로 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 분말 연속 공급장치(1')는 분말이 수용되는 분말용기(100), 분말 용기(100)의 내부에 고정 설치되고, 복수개의 홀(210')을 포함하는 고정판(300'), 분말용기(100)를 관통하는 회전축(150)과 결합되어 회전가능하게 설치되고, 고정판(300')의 하단부에 설치되며, 개구부(310')를 포함하는 회전판(200'), 회전판(200')과 동일한 회전축(150)에 고정되어 회전하며, 분말용기(100)를 수직으로 분할하는 수직 분할판(400), 수직 분할판(400)에 결합된 분말 가이드부(500), 분말 용기(100)의 하부에 위치한 분말 토출구(600)를 포함한다.

또한, 분말 가이드부(500)는 수직 분할판(400)이 회전하는 방향을 기준으로 수직분할판(400)의 전면에 결합되며, 여기서 전면이란 반시계방향으로 수직분할판(400)이 회전한다고 가정하면, 수직분할판(400)을 경계로 시계방향 쪽에는 이송가스 투입구(160)가 위치하고, 반시계방향쪽인 전면에 분말 가이드부(500)가 고정됨을 의미한다.

도 2 내지 4와 달리 수직분할판(400)의 회전방향과 동일 방향의 전면에 분말 가이드부(500)가 위치해야 되는 것은 분말가이드부(500)에 공급된 분말이 공급후 뒤따르는 수직 분할판(400)에 의해 스크래이핑되면서 고정판(300')의 복수개의 홀(210')에 장입되고, 장입된 분말이 그 뒤를 이어 따라오는 이송가스 투입구(160)에 의해 공급된 이송가스에 의해 토출되도록 하여야만 고정판(300')과 회전판(200') 사이에 분말이 머무르는 시간이 최소화되면서 맷돌현상이 방지되기 때문이다.

수직 분할판(400)은 회전축(150)에 고정되고, 분말용기(100)의 내벽과 미세한 간격을 두고 이격되어 회전시 간섭은 일어나지 않지만 분말이 외부로 비산되는 것은 방지한다.

수직분할판(400)과 고정판(300')의 하부에 위치한 개구부(310')가 형성된 회전판(200')이 회전축(150)을 따라 회전하고, 이송가스 투입구(160) 및 분말저장공급관(710)도 동시에 동일 회전방향, 동일 회전속도로 회전하는 것과,

분말을 공급하는 분말저장공급관(710)이 분말 가이드부(500)로 돌출되며, 분말저장공급관(710)이 회전축(150)을 따라 회전되어 공급되도록 설치되고, 분말저장용기(700)를 분말용기(100)와 이격되어 회전축(150)의 수직 상부에 위치시킴으로써, 분말저장공급관(710)의 꼬임현상이 발생하지 않도록 하는 것을 제외하고는 도 2 내지 4의 실시예에서의 설명과 마찬가지이다.

도 9는 본 발명에 따른 회전판 또는 고정판의 홀의 형상을 나타내는 일 실시예이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 회전판(200)은 원판 형상이고, 회전판(200)에 위치한 홀(210)의 형상은 원형, 사각형, 헬리컬형등 회전판(200)의 회전각도에 따라 일정한 분말이 이송될 수 있도록 하기 위해 수직 분할판(400)이 OL선이라고 가정한다면, OL 선을 통과하는 복수개의 홀(210)의 길이가 매 순간 일정하다면, 시간에 따라 회전판(200)을 통해 배출되는 분말의 양은 일정하게 되어 정량 공급이 가능해 진다.

보다 정확히 표현하면, 회전판(200)의 복수개의 홀이 있고, 회전판(200)의 하단부에 고정판(300)의 개구부(310)가 존재하며, 이를 통해 분말이 배출되는 것이므로, 고정판(300)의 개구부(310)가 하나의 호 형상이라면 OL 선상에서 회전판(200)의 복수개의 홀(210)의 길이만 일정하면 정량공급이 되지만, 개구부(310)의 형상도 다양할 수 있으므로, 수직 분할판(400)의 직경방향의 하부면의 선(OL)을 지나는 회전판(200)의 복수개의 홀(210)의 길이의 합과 수직 분할판(400)의 직경방향의 하부면의 선(OL)을 지나는 고정판(300)의 개구부(310)의 길이의 차가 매순간 일정하면, 분말이 정량으로 연속적으로 토출되게 된다.

또한, 회전판의 두께는 1mm 이상으로 하여야 복수개의 홀(210)에 분말이 효과적으로 장입되고, 이를 통해 정량적으로 연속 토출이 가능해진다.

여기서 회전판(200)의 하부에 고정판(300)이 있는 실시예를 기준으로 설명하였으나, 고정판(300')의 하부에 회전판(200')이 위치하는 실시예에서도 이에 관한 설명은 그대로 적용가능하다.

도 10(a) 내지 도 10(e)는 본 발명에 따른 회전판 및 고정판의 홀의 형상을 나타내는 다른 실시예이다.

도 9 및 10에 도시된 바와 같이 회전판(200)의 홀(210)의 형상 또는 고정판(300)의 개구부(310)의 형상은 다양한 형상으로 형성가능하다.

도 11는 본 발명에 따른 분말 연속 공급장치를 이용한 분말 연속 공급방법의 순서도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분말 연속 공급 방법은 분말이 수용되는 분말용기(100); 상기 분말 용기의 내부에 회전가능하게 설치되고, 복수개의 홀을 포함하는 회전판(200); 상기 회전판의 하단부에 설치되고, 개구부를 포함하는 고정판(300); 상기 분말용기를 수직으로 분할하고 상기 분말 용기에 고정된 수직 분할판(400); 상기 수직 분할판에 결합된 분말 가이드부(500); 상기 분말 용기의 하부에 위치한 분말 토출구(600)를 포함하는 분말 연속 공급장치(1)에 상기 분말 가이드부(500)를 통해 분말을 공급하는 분말 공급단계(S100); 상기 복수개의 홀을 포함하는 회전판(200)을 회전시키는 회전판 회전단계(S200); 상기 회전판의 회전방향을 기준으로 상기 수직 분할판(400)의 후면에 결합된 상기 분말 가이드부(500)에 공급된 상기 분말을 상기 수직 분할판(400)이 스크레이핑하여 상기 회전판(200)의 상기 복수개의 홀(210)에 채워주는 분말 스크레이핑 단계(S300); 및 상기 회전판(200)의 하단부에 위치한 개구부(310)를 포함하는 고정판(300)을 통해 상기 분말이 떨어져 상기 분말 용기(100)의 하부로 분말이 배출되는 분말 배출단계(S400)를 포함한다.

이때, 회전판(200)의 상기 복수개의 홀(210)에 채워진 상기 분말을 이송가스로 분사하는 이송가스분사단계(S350)를 추가로 포함할 수 있고, 상기 분말 공급단계(S100) 이전에, 상기 분말을 공급하는 분말저장공급관(710)이 상기 분말 가이드부(500)로 돌출되고, 상기 분말저장공급관(710)을 통해 연통하는 분말 저장용기(700)를 포함하며, 상기 분말저장용기(700)는 진공챔버(800)와 연통되는 분말 연속 공급장치(1)의 상기 진공챔버(800)에 진공을 설정하여 상기 분말이 상기 분말 가이드부(500)에 과다공급되는 것을 방지하는 진공설정단계(S50)를 추가로 포함할 수도 있다.

도 12은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 분말 연속 공급장치를 이용한 분말 연속 공급방법의 순서도이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 분말 연속 공급 방법은 분말이 수용되는 분말용기(100); 상기 분말 용기의 내부에 고정 설치되고, 복수개의 홀(210')을 포함하는 고정판(300'); 상기 분말용기를 관통하는 회전축(150)과 결합되어 회전가능하게 설치되고, 상기 고정판(300')의 하단부에 설치되며, 개구부(310')를 포함하는 회전판(200'); 상기 회전판과 동일한 회전축에 고정되어 회전하며, 상기 분말용기를 수직으로 분할하는 수직 분할판(400); 상기 수직 분할판에 결합된 분말 가이드부(500); 상기 분말 용기의 하부에 위치한 분말 토출구(600)를 포함하는 분말 연속 공급장치(1')에 상기 분말 가이드부(500)를 통해 분말을 공급하는 분말 공급단계(S100'); 상기 수직분할판을 회전시키는 수직분할판 회전단계(S200'); 상기 수직 분할판(400)의 회전방향을 기준으로 상기 수직 분할판(400)의 전면에 결합된 상기 분말 가이드부(500)에 공급된 상기 분말을 상기 수직 분할판(400)이 스크레이핑하여 상기 고정판(300')의 상기 복수개의 홀(210')에 채워주는 분말 스크레이핑 단계(S300'); 상기 고정판(300')의 하단부에 위치한 개구부(310')를 포함하는 회전판(200')을 통해 상기 분말이 떨어져 상기 분말 용기(100)의 하부로 분말이 배출되는 분말 배출단계(S400')를 포함한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

1, 1': 분말 연속 공급장치 100: 분말용기
110: 중간몸체 120: 마개부
130: 하부 140: 오링
150: 회전축 160: 이송가스 투입구
200, 200': 회전판
210, 210': 홀 220: 구동수단
230: 속도 제어기 300, 300': 고정판
310, 310': 개구부 400: 수직분할판
500: 분말 가이드부 510: 슬릿 형상
600: 분말 토출구
700: 분말 저장용기 710: 분말저장공급관
800: 진공챔버 810: 단속밸브
S50: 진공설정단계 S100, S100': 분말 공급단계
S200: 회전판 회전단계 S200': 수직분할판 회전단계
S300, S300': 분말 스크레이핑 단계 S350: 이송가스분사단계
S400, S400': 분말 배출단계

Claims

분말이 수용되는 분말용기;
상기 분말 용기의 내부에 회전가능하게 설치되고, 복수개의 홀을 포함하는 회전판;
상기 회전판의 하단부에 설치되고, 개구부를 포함하는 고정판;
상기 분말용기를 수직으로 분할하고 상기 분말 용기에 고정된 수직 분할판;
상기 수직 분할판에 결합된 분말 가이드부;
상기 분말 용기의 하부에 위치한 분말 토출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급장치.
제1항에 있어서,
상기 분말 가이드부는 상광하협의 깔대기 형상인 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급장치.
제2항에 있어서,
상기 분말 가이드부의 하단부는 슬릿형상의 개구를 포함하고,
상기 회전판의 원주방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급장치.
제1항에 있어서,
상기 분말 가이드부는 상기 회전판이 회전하는 방향을 기준으로 상기 수직분할판의 후면에 결합된 것을 특징으로 분말 연속 공급장치.
제2항에 있어서,
상기 분말을 공급하는 분말저장공급관이 상기 분말 가이드부로 돌출된 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급장치.
제5항에 있어서,
상기 분말 용기의 상단에 고정되고, 상기 분말저장공급관를 통해 연통하는 분말 저장용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급장치.
제6항에 있어서,
상기 분말 저장용기는 진공챔버와 연통되어 압력조절이 가능한 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급장치.
제7항에 있어서,
상기 분말 저장용기와 상기 분말 용기는 오링에 의해 밀폐결합된 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급장치.
제1항에 있어서,
상기 분말 용기의 상단부에 위치한 이송가스를 투입하는 이송가스 투입구를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급장치.
제1항에 있어서,
상기 수직 분할판은 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급장치.
제2항에 있어서,
상기 수직 분할판이 두 개인 경우, 상기 분말 용기를 180°이하영역과 180°이상 영역으로 구획하고, 상기 이송가스 투입구는 상기 180°이하영역에 위치되는 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급장치.
제1항에 있어서,
상기 수직 분할판은 상기 회전판에 포함된 복수개의 홀 내부에 상기 분말을 장입시키기 위해 스크래이핑 기능을 하도록 설치된 것을 특징으로 하는 분말 연속공급장치.
제1항에 있어서,
상기 회전판의 중앙에 회전축이 고정되어, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 회전판이 회전하며, 상기 수직 분할판은 상기 회전축과 분리된 것을 특징으로 하는 분말 연속공급장치.
분말이 수용되는 분말용기;
상기 분말 용기의 내부에 고정 설치되고, 복수개의 홀을 포함하는 고정판;
상기 분말용기를 관통하는 회전축과 결합되어 회전가능하게 설치되고, 상기 고정판의 하단부에 설치되며, 개구부를 포함하는 회전판;
상기 회전판과 동일한 회전축에 고정되어 회전하며, 상기 분말용기를 수직으로 분할하는 수직 분할판;
상기 수직 분할판에 결합된 분말 가이드부;
상기 분말 용기의 하부에 위치한 분말 토출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급장치.
제14항에 있어서,
상기 분말 가이드부는 상기 수직 분할판이 회전하는 방향을 기준으로 상기 수직분할판의 전면에 결합된 것을 특징으로 분말 연속 공급장치.
제15항에 있어서,
상기 분말을 공급하는 분말저장공급관이 상기 분말 가이드부로 돌출되고, 상기 회전축으로부터 분기된 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급장치.
제1항에 있어서,
상기 분말이 저장되어 상기 분말저장공급관과 연결된 분말저장용기는 상기 회전축의 수직상부에 이격되어 설치된 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급장치.
분말이 수용되는 분말용기; 상기 분말 용기의 내부에 회전가능하게 설치되고, 복수개의 홀을 포함하는 회전판; 상기 회전판의 하단부에 설치되고, 개구부를 포함하는 고정판; 상기 분말용기를 수직으로 분할하고 상기 분말 용기에 고정된 수직 분할판; 상기 수직 분할판에 결합된 분말 가이드부; 상기 분말 용기의 하부에 위치한 분말 토출구를 포함하는 분말 연속 공급장치에 상기 분말 가이드부를 통해 분말을 공급하는 분말 공급단계;
상기 복수개의 홀을 포함하는 회전판을 회전시키는 회전판 회전단계;
상기 회전판의 회전방향을 기준으로 상기 수직 분할판의 후면에 결합된 상기 분말 가이드부에 공급된 상기 분말을 상기 수직 분할판이 스크레이핑하여 상기 회전판의 상기 복수개의 홀에 채워주는 분말 스크레이핑 단계;
상기 회전판의 하단부에 위치한 개구부를 포함하는 고정판을 통해 상기 분말이 떨어져 상기 분말 용기의 하부로 분말이 배출되는 분말 배출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급 방법.
제18항에 있어서,
상기 회전판의 상기 복수개의 홀에 채워진 상기 분말을 이송가스로 분사하는 이송가스분사단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급 방법.
제19항에 있어서,
상기 분말 공급단계 이전에, 상기 분말을 공급하는 분말저장공급관이 상기 분말 가이드부로 돌출되고, 상기 분말저장공급관을 통해 연통하는 분말 저장용기를 포함하며, 상기 분말저장용기는 진공챔버와 연통되는 분말 연속 공급장치의 상기 진공챔버에 진공을 설정하여 상기 분말이 상기 분말 가이드부에 과다공급되는 것을 방지하는 진공설정단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급 방법.
분말이 수용되는 분말용기; 상기 분말 용기의 내부에 고정 설치되고, 복수개의 홀을 포함하는 고정판; 상기 분말용기를 관통하는 회전축과 결합되어 회전가능하게 설치되고, 상기 고정판의 하단부에 설치되며, 개구부를 포함하는 회전판; 상기 회전판과 동일한 회전축에 고정되어 회전하며, 상기 분말용기를 수직으로 분할하는 수직 분할판; 상기 수직 분할판에 결합된 분말 가이드부; 상기 분말 용기의 하부에 위치한 분말 토출구를 포함하는 분말 연속 공급장치에 상기 분말 가이드부를 통해 분말을 공급하는 분말 공급단계;
상기 수직분할판을 회전시키는 수직분할판 회전단계;
상기 수직 분할판의 회전방향을 기준으로 상기 수직 분할판의 전면에 결합된 상기 분말 가이드부에 공급된 상기 분말을 상기 수직 분할판이 스크레이핑하여 상기 고정판의 상기 복수개의 홀에 채워주는 분말 스크레이핑 단계;
상기 고정판의 하단부에 위치한 개구부를 포함하는 회전판을 통해 상기 분말이 떨어져 상기 분말 용기의 하부로 분말이 배출되는 분말 배출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 연속 공급 방법.