KR20150144032A - 분말 원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 플라즈마 토치 - Google Patents

분말 원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 플라즈마 토치 Download PDF

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KR20150144032A
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김성인
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재단법인 철원플라즈마 산업기술연구원
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛은, 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 분말 원료를 공급하는 유닛으로, 상기 분말 원료가 유입되는 원료유입부; 및 상기 원료유입부로부터 상기 분말 원료를 제공받아 상기 공정으로 상기 분말 원료를 공급하는 원료공급부;를 포함하며, 상기 원료공급부는, 상기 원료유입부로부터 제공받은 상기 분말 원료를 일시적으로 저장하기 위한 저장공간을 구비하는 원료저장부 및 상기 저장공간의 상태를 변경시켜 상기 원료저장부에 저장된 상기 분말 원료를 상기 공정으로 공급되도록 상기 저장공간 내에서 회전하는 회전부를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

분말 원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 플라즈마 토치{Powder materials supplying unit and plasma torch including the same}
본 발명은 분말 원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 플라즈마 토치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는, 정량의 분말 원료를 공급하는 동시에 공급되는 분말 원료의 양을 증대시켜 미세 분말를 효율적으로 제조되도록 하는 분말 원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 플라즈마 토치에 관한 것이다.
근래에 들어, 크기가 작고 구형의 모양을 가진 미세 분말에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이러한 미세 분말은 항공학, 전자공학, 정밀 전자공학, 요업 및 의학 등과 같은 여러 가지 분야에서 광범위한 용도를 가지며 이용되고 있다.
미세 분말이 위와 같은 여러 가지 분야에서 광범위하게 이용될 수 있는 이유는 미세 분말이 높은 부피당 표면적을 가지고 있기 때문이며, 이러한 미세 분말의 장점을 보다 적극적으로 이용하고자 근래에는 미세분말의 크기를 더욱 작게 하려는 노력이 계속되고 있다.
종래의 대표적인 미세 분말 제조 기술로는 원하는 조성의 덩어리 또는 분말을 기계적으로 분쇄하는 방식을 들 수 있다. 그러나, 이러한 기계적인 분쇄 방식으로 미세 분말의 크기를 500 nm 이하로 줄이는 것은 불가능하다고 알려져 있다.
따라서, 기계적인 분쇄 방식을 대체하여 근래에는 플라즈마를 이용하여 미세 분말의 크기를 줄이는 기술이 이용되고 있다.
미세 분말을 제조하기 위한 플라즈마로서 초고온의 열 플라즈마가 주로 이용된다. 초고온의 열 플라즈마를 이용하는 경우 극히 작은 나노 단위의 분말을 제조하는 것이 가능하며 나노 분말을 제조하기 위한 원료 물질도 고상, 액상, 기상을 선택적으로 사용하는 것이 용이하기 때문이다.
이러한 초고온의 열 플라즈마를 발생시키기 위해서 플라즈마 토치, 그 중에서도 고주파 유도 결합 플라즈마 토치가 일반적으로 사용되고 있는데, 종래의 고주파 유도 결합 플라즈마 토치의 경우 미세 분말의 원료가 되는 분말 원료의 공급량이 한정되어 미세 분말의 제조 효율성이 저감된다는 문제가 있다.
또한, 종래의 고주파 유도 결합 플라즈마 토치는 미세 분말의 원료가 되는 분말 원료의 정량 공급이 어려워 미세 분말의 제조 허용 범위에 적절하게 대응하지 못한다는 문제가 있다.
그러므로, 분말 원료를 이용하여 미세 분말을 제조하는 경우, 분말 원료의 정량 공급을 구현하는 동시에 공급량을 증대시키기 위한 연구가 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은, 미세 분말을 제조하기 위한 원료인 분말 원료를 미세 분말을 제조하기 위한 공정으로 정량을 공급하는 동시에 공급되는 양을 증대시켜 미세 분말의 제조 효율성을 극대화하도록 하는 분말 원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 플라즈마 토치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛은, 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 분말 원료를 공급하는 유닛으로, 상기 분말 원료가 유입되는 원료유입부; 및 상기 원료유입부로부터 상기 분말 원료를 제공받아 상기 공정으로 상기 분말 원료를 공급하는 원료공급부;를 포함하며, 상기 원료공급부는, 상기 원료유입부로부터 제공받은 상기 분말 원료를 일시적으로 저장하기 위한 저장공간을 구비하는 원료저장부 및 상기 저장공간의 상태를 변경시켜 상기 원료저장부에 저장된 상기 분말 원료를 상기 공정으로 공급되도록 상기 저장공간 내에서 회전하는 회전부를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 회전부는, 회전에 의해 상기 저장공간의 상태를 변경시키면서 상기 원료유입부로부터 상기 저장공간으로 상기 분말 원료가 제공되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 회전부는, 회전에 의해 상기 저장공간의 상태를 변경시키면서 상기 저장공간에 저장된 상기 분말 원료를 상기 공정으로 공급되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 회전부는, 상기 저장공간을 상기 원료유입부로부터 상기 분말 원료를 제공받는 제공공간과 상기 공정으로 상기 분말 원료를 공급하는 공급공간으로 구획되도록 하며, 상기 제공공간 및 상기 공급공간은, 상기 회전부의 회전에 의해 상태가 변경되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 회전부는, 회전에 의해 상기 제공공간 및 상기 공급공간이 상기 저장공간 내에서 선택적으로 제공되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 회전부는, 회전에 의해 상기 저장공간 내의 소정의 공간이 상기 제공공간에 포함되는 공간이 되도록 하거나 상기 공급공간에 포함되는 공간이 되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 회전부는, 회전에 의해 상기 저장공간 내에 상기 제공공간 및 상기 공급공간 중 어느 하나만 존재하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 제공공간 또는 상기 공급공간은, 복수개가 상기 회전부의 중심축을 기준으로 대칭적으로 형성되거나, 상기 중심축을 기준으로 방사형으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 원료저장부는, 상기 원료저장부에 저장된 상기 분말 원료를 상기 공정으로 공급되도록 하기 위해 상기 공정과 연통되는 공급홀을 구비하며, 상기 공급공간은, 상기 회전부의 회전에 의해 상기 저장공간 내에서 상기 공급홀이 노출되면서 상기 저장공간에 제공되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 회전부는, 상기 공급홀을 막은 채 상기 원료유입부와 상기 저장공간이 서로 연통되는 경로를 형성하여 상기 원료유입부로부터 상기 저장공간 내에 제공되는 상기 제공공간 으로 상기 분말 원료가 유입되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 원료유입부는, 상기 저장공간과 연통되는 관통홀을 구비하며, 상기 제공공간은, 상기 회전부의 회전에 의해 상기 상기 저장공간에 상기 관통홀이 노출되면서 상기 저장공간에 제공되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 원료공급부는, 상기 저장공간이 진공 상태가 되어 상기 원료유입부로부터 플라즈마 형성 가스와 함께 상기 분말 원료를 제공받는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 회전부는, 중심축을 기준으로 회전하는 블레이드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 원료저장부는, 외부로부터 플라즈마 형성 가스가 상기 저장공간으로 유입되도록 하여 상기 플라즈마 형성 가스의 가스압에 의해 상기 플라즈마 형성 가스와 함께 상기 분말 원료가 상기 저장공간으로부터 진공 상태인 상기 공정을 진행하기 위한 공간으로 유입되도록 하는 연통부를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛은, 상기 원료공급부가 복수개 배치되어 상기 복수개의 원료공급부를 지지하는 지지부;를 더 포함하며, 상기 지지부는, 상기 플라즈마 형성 가스가 상기 저장공간으로 유입되도록 하여 상기 공정으로 공급된 상기 분말 원료를 가스화 하기 위한 플라즈마를 발생시키도록 하는 상기 연통부와 연통되는 주입부를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 각각의 상기 원료공급부는, 상기 지지부의 중심축을 기준으로 소정의 각도를 이루며 배치되며, 각각의 원료공급부로부터 상기 공간으로의 상기 분말 원료의 공급은, 순차적으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 어느 하나의 원료공급부는, 상기 공간으로 상기 분말 원료가 공급되면, 나머지 원료공급부 중 하나로부터 상기 공간으로 상기 분말 원료가 공급되는 도중에 상기 회전부의 회전에 의해 상기 원료유입부로부터 진공 상태로 유지된 상기 저장공간으로 새로운 분말 원료를 제공받아 반복적으로 상기 공간으로 상기 새로운 분말 원료가 공급되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 원료유입부는, 상기 원료공급부와 대응되도록 복수개로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛의 상기 원료유입부는, 각각 대응되는 상기 원료공급부로 정량의 분말 원료가 순차적으로 공급되도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 플라즈마 토치는, 분말 원료 공급 유닛;
상기 저장공간으로부터 상기 분말 원료가 유입되며, 상기 공정을 진행하기 위한 공간을 제공하는 유도 코일 구조체; 상기 유도 코일 구조체의 내부 또는 외부에 권취되며, 상기 공간에 플라즈마 발생을 위한 유도 기전력을 제공하는 유도 코일; 및 상기 유도 코일 구조체의 내측에 배치되어 상기 공간에 유입된 상기 분말 원료를 가스화되도록 하는 상기 유도 기전력에 의해 발행된 상기 플라즈마를 가두는 가둠부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 분말 원료 공급 유닛 및 이를 포함하는 플라즈마 토치에 의하면, 미세 분말을 제조하기 위한 원료인 분말 원료를 미세 분말을 제조하기 위한 공정으로 정량을 공급할 수 있다.
또한, 미세 분말을 제조하기 위한 공정으로의 미세 분말을 제조하기 위한 원료인 분말 원료의 공급량을 증대시킬 수 있다.
또한, 분말 원료의 미세 분말을 제조하기 위한 공정으로의 이동을 진공을 이용함으로써 분말 원료의 이동을 간단하게 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛을 도시한 개략 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛을 도시한 개략 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛에 제공되는 원료유입부로부터 원료공급부로 분말 원료가 제공되는 과정을 설명하기 위한 개략도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛에 제공되는 원료공급부 내에서 분말 원료가 이동되면서 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 공급되는 과정을 설명하기 위한 개략도.
도 5은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛을 도시한 개략 사시도.
도 6 내지 도 10은 도 5의 AA선에 따른 개략 단면도로, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛에 제공되는 원료공급부 내에서 분말 원료가 이동되면서 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 공급되는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 플라즈마 토치를 도시한 개략 절개 사시도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛을 도시한 개략 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛을 도시한 개략 분해 사시도이다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛에 제공되는 원료유입부로부터 원료공급부로 분말 원료가 제공되는 과정을 설명하기 위한 개략도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛에 제공되는 원료공급부 내에서 분말 원료가 이동되면서 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 공급되는 과정을 설명하기 위한 개략도이다.
우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛(100)은 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 분말 원료(P)를 공급하는 장치로, 분말 원료(P)가 유입되는 원료유입부(110) 및 상기 원료유입부(110)로부터 상기 분말 원료(P)를 제공받아 상기 분말 원료(P)를 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 공급하는 원료공급부(120)를 포함할 수 있다.
상기 분말 원료(P)는 벌크 입자 형태로, 다양한 종류일 수 있으며, 일례로, Ni, Si, SiO2, ZrO2, YSZ, Al2O3, WC, TiN, Re, Ta, Mo, Cr/Fe/C 합금, Re/Mo 합금, Re/W 합금 등일 수 있다.여기서, 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정은 플라즈마를 발생시켜 그 구성 성분인 이온과 자유 전자들이 가지고 있는 높은 에너지를 이용하여 상기 분말 입자를 원료 가스로 변환시킨 후 냉각시켜 나노 수준의 분말로 변환시키는 공정으로, 도 11을 참조로 후술하기로 한다.
원료유입부(110)는 대용량 원료보관부(130)로부터 분말 원료(P)를 제공 받을 수 있으며, 상측이 개방된 원통형 그릇 형상일 수 있다.
상기 원료유입부(110)의 하은 적어도 하나 이상의 관통홀(H1)이 구비될 수 있으며, 상기 관통홀(H1)에 의해 상기 원료유입부(110)에 유입된 분말 원료(P)는 원료공급부(120)로 공급될 수 있다.
상기 원료공급부(120)는 상기 원료유입부(110)로부터 제공받은 상기 분말 원료(P)를 일시적으로 저장하기 위한 저장공간(S)을 구비하는 원료저장부(122) 및 상기 저장공간(S)의 상태를 변경시켜 상기 원료저장부(122)에 저장된 상기 분말 원료(P)를 차회 공정인 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 공급되도록 상기 저장공간(S) 내에서 회전하는 회전부(124)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 원료저장부(122)는 원통형의 실린더 형상일 수 있고, 상기 회전부(124)는 중심축을 기준으로 회전하는 블레이드를 포함할 수 있으며, 상기 회전부(124)는 회전에 의해 상기 저장공간(S)의 상태를 변경시키면서 상기 원료유입부(110)로부터 상기 저장공간(S)으로 상기 분말 원료가 제공되도록 할 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전부(124)는 바람직하게는 일정한 각속도로 회전할 수 있으며, 회전하는 과정에서 원료유입부(110)의 관통홀(H1)이 상기 저장공간(S)과 연통되는 동안에는 원료유입부(110)로부터 상기 저장공간(S)으로 분말 원료(P)가 유입될 수 있는 것이며, 원료유입부(110)의 관통홀(H1)이 저장공간(S)과 연통이 유지되는 범위 내에서 상기 원료유입부(110)로부터 제공되는 상기 분말 원료(P)를 제공받는 상기 저장공간(S)은 상기 회전부(124)의 회전에 의해 계속적으로 상태가 변경될 수 있는 것이다.
한편, 상기 원료저장부(122)는 상기 원료저장부(122)에 저장된 상기 분말 원료(P)를 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 공급되도록 하기 위해 상기 공정과 연통되는 공급홀(H2)을 구비할 수 있으며, 상기 회전부(124)는 회전에 의해 상기 저장공간(S)의 상태를 변경시키면서 상기 저장공간(S)에 저장된 상기 분말 원료(P)를 상기 공정으로 공급되도록 할 수 있다.
즉, 도 4를 참조하면, 상기 회전부(124)는 상기 관통홀(H1)을 통해 상기 저장공간(S)으로 분말 원료(P)가 유입되도록 하고 난 뒤, 계속적으로 회전하여 상기 관통홀(H1)을 막을 수 있으며, 이와 동시에 또는 그 이후에 상기 공급홀(H2)은 상기 저장공간(S)과 연통되어 상기 저장공간(S)에 저장된 상기 분말 원료(P)를 상기 공정으로 공급되도록 할 수 있는 것이다.
다시 말하면, 상기 회전부(124)가 회전하는 과정에서 공급홀(H2)은 상기 저장공간(S)에 노출될 수 있으며, 노출되는 동안에는 상기 저장공간(S)으로부터 상기 공정으로 분말 원료(P)가 공급될 수 있는 것이며, 상기 공급홀(H2)이 저장공간(S)에 노출되는 범위 내에서 상기 저장공간(S)으로부터 상기 공정으로 상기 분말 원료를 공급하는 상기 저장공간(S)은 상기 회전부(124)의 회전에 의해 계속적으로 상태가 변경될 수 있는 것이다.
이하에서는 상기 원료유입부(110)로부터 상기 원료공급부(120)로 분말 원료가 유입되는 원리 및 상기 원료공급부(120)로부터 상기 공정으로 분말 원료의 공급되는 원리에 대해 더욱 구체적으로 살펴본다.
회전부(124)는 원료저장부(122) 내의 저장공간(S)을 원료유입부(110)로부터 분말 원료(P)를 제공받는 제공공간(S1)과 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 상기 분말 원료(P)를 공급하는 공급공간(S2)으로 구획되도록 할 수 있으며, 상기 제공공간(S1)과 상기 공급공간(S2)은 상기 회전부(124)의 회전에 의해 상태가 변경될 수 있다.
여기서, 상기 제공공간(S1)은 앞서 설명한 바와 같이 회전부(124)의 회전에 의해 원료유입부(110)의 관통홀(H1)이 저장공간(S)과 연통이 유지되는 범위 내에서의 상기 저장공간(S)의 일부일 수 있으며, 상기 공급공간(S2)은 상기 회전부(124)의 회전에 의해 원료저장부(122)의 공급홀(H2)이 저장공간(S)에 노출되는 범위 내에서의 상기 저장공간(S)의 일부일 수 있다.
상기 회전부(124)는 회전에 의해 상기 제공공간(S1) 및 상기 공급공간(S2)이 상기 저장공간(S) 내에서 선택적으로 제공되도록 할 수 있으며, 상기 저장공간(S)의 일부의 공간, 즉, 상기 저장공간(S) 내의 소정의 공간은 상기 제공공간(S1)에 포함되는 공간이 되기도 하면서 상기 공급공간에 포함되는 공간도 될 수 있다.
다만, 상기 회전부(124)는 회전에 의해 상기 저장공간(S) 내에 상기 제공공간(S1) 및 상기 공급공간(S2) 중 어느 하나만 존재하도록 할 수 있다.
즉, 상기 저장공간(S)은 상기 회전부(124)의 회전에 의해 제공공간(S1) 만이 존재하거나 공급공간(S2) 만이 존재할 수 있는 것이다.
한편, 상기 제공공간(S1)과 상기 공급공간(S2)을 관통홀(H1) 및 공급홀(H2)의 관점에서 설명하면, 상기 제공공간(S1)은 상기 회전부(124)에 의해 상기 공급홀(H2)이 막힌 채 상기 관통홀(H1)이 저장공간(S) 내에서 노출되는 범위의 공간일 수 있으며, 상기 공급공간(S2)은 상기 회전부(124)에 의해 상기 관통홀(H1)이 막힌 채 상기 공급홀(H2)이 상기 저장공간(S) 내에서 노출되는 범위의 공간일 수 있다.
그리고, 상기 제공공간(S1)이 저장공간(S) 내에서 형성되면, 상기 관통홀(H1)을 매개로 하여 상기 원료유입부(110)와 상기 저장공간(S)이 서로 연통되는 경로가 형성되어 상기 원료유입부(110)로부터 상기 저장공간(S) 내에 제공되는 상기 제공공간(S1)으로 분말 원료가 유입되게 된다.
또한, 상기 공급공간(S2)이 상기 저장공간(S) 내에서 형성되면, 상기 공급홀(H2)을 매개로 하여 상기 공급공간(S2)과 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정이 진행되는 공간과 연통되는 경가 형성되어 상기 공급공간(S2)으로부터 상기 공정이 진행되는 공간으로 분말 원료가 유입되게 된다.
한편, 상기 원료유입부(110)로부터 상기 원료공급부(120)로 분말 원료가 유입되거나, 상기 원료공급부(120)로부터 상기 공정으로 분말 원료의 공급되는데 있어서, 본 발명에서는 진공과 가스압 등에 의해 구현될 수 있으며, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 회전부(124)는 상기 중심축을 기준으로 회전됨으로써 상기 제공공간(S1)에 제공된 분말 원료(P)를 상기 공급공간(S2)으로 이동시킬 수 있으며, 제공공간(S1)으로부터 공급공간(S2)으로의 분말 원료(P)의 완전한 이동을 위해 상기 회전부(124)는 상기 원료저장부(122)의 내면과 접촉된 채 회전될 수 있다.
한편, 원료저장부(122)의 제공공간(S1) 및 공급공간(S2)은 복수로 형성될 수 있으며, 상기 공급공간(S2)은 상기 제공공간(S1) 사이에 서로 이웃하게 배치될 수 있다.
여기서, 상기 공급공간(S2)이 상기 제공공간(S1) 사이에 서로 이웃하게 배치될 수 있다는 의미는, 물론, 동시에 존재한다는 것을 의미하는 것이 아니며, 시간차를 두고 상기 공급공간(S2)과 상기 제공공간(S1)이 상기 저장공간(S)내에서 형성되는 위치가 서로 이웃하는 위치라는 것이며, 소정의 공간은 제공공간(S1)이 되기도 하고 공급공간(S2)이 될 수도 있음은 상술한 바와 같다.
시간차를 두고 형성되는 상기 제공공간(S1)과 상기 공급공간(S2)은 복수개가 상기 회전부(124)의 중심축을 기준으로 서로 대칭적으로 형성되거나, 상기 중심축을 기준으로 방사형으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제공공간(S1)과 상기 공급공간(S2)의 개수는 상기 회전부(124)를 구성하는 날개, 즉, 중심축을 기준으로 날개가 몇 개인지에 따라 결정될 수 있으며, 도 1 내지 도 4에서는 일례로 2개의 날개를 구비하는 것으로 도시하였다.
따라서, 도 1 내지 도 4는 2개의 제공공간(S1)과 2개의 공급공간(S2)이 시간차를 두고 형성되는 원료저장부(122)가 도시되어 있다.
원료유입부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 원료저장부(122)의 저장공간(S)과 연통되는 관통홀(H1)을 구비할 수 있으며, 상기 관통홀(H1)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 회전부(124)의 회전에 의해 상기 저장공간(S)과의 연통이 차단될 수 있다.
여기서, 상기 관통홀(H1)과 상기 저장공간(S)이 서로 연통되는 경우, 즉, 저장공간(S) 내에 제공공간(S1)이 형성되는 경우, 대용량 원료보관부(130)로부터 분말 원료(P)를 제공 받은 원료유입부(110)는 원료저장부(122)의 저장공간(S), 즉, 제공공간(S1)이 진공 상태가 되어 자연스럽게 상기 제공공간(S1)으로 플라즈마 형성 가스와 함께 상기 분말 원료(P)를 유입시킬 수 있으며, 이로 인해 분말 원료(P)의 이동을 간단하게 구현할 수 있다.
상기 플라즈마 형성 가스는 상기 원료유입부(110)로부터 진공 상태인 제공공간(S1)으로 분말 원료(P)를 유입시키기 위한 가스압을 제공시키는 가스로, 상기 원료유입부(110)에 주입시켜도 되며, 대용량 원료보관부(130)에 주입시켜도 무방하다.
상기 제공공간(S1)으로 유입된 상기 분말 원료(P)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 회전부(124)의 회전에 의해 공급홀(H2)이 저장공간(S) 내에 노출되어 제공되는 공급공간(S2)으로 이동될 수 있으며, 상기 회전부(124)가 회전하는 도중 상기 원료유입부(110)의 관통홀(H1)은 상기 회전부(124)에 의해 막히게 된다.
따라서, 상기 제공공간(S1)으로부터 상기 공급공간(S2)으로 분말 원료(P)가 이동되면, 자연스럽게 원료유입부(110)로부터의 상기 제공공간(S1)으로의 분말 원료(P)의 제공은 차단되게 되며, 상기 공급공간(S2)으로부터 분말 원료(P)가 분말 입자의 크기를 줄이는 공정으로 유입되고, 상기 회전부(124)가 다시 회전하게 되면 상기 관통홀(H1)은 상기 제공공간(S1)과 연통되어 상기 관통홀(H1)을 통해 새로운 분말 원료(P)가 상기 제공공간(S1)으로 제공되게 된다.
한편, 상기 회전부(124)의 회전에 의해 제공공간(S1)으로부터 공급공간(S2)으로 이동된 분말 원료(P)는 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정이 진행되는 공간이 진공 상태로 유지되어 공급홀(H2)을 통해 상기 공간으로 유입될 수 있으며, 이를 위해 원료저장부(122)는 플라즈마 형성 가스가 주입되기 위한 연통부(H3)를 구비할 수 있다.
상기 연통부(H3)는 상기 플라즈마 형성 가스가 공급홀(H2)이 저장공간(S) 내에 노출되어 제공되는 상기 공급공간(S2)으로 유입되도록 상기 원료저장부(122)의 외벽에 일종의 홀의 형상으로 형성될 수 있으며, 하나의 공급공간(S2)에는 적어도 하나 이상의 연통부(H3)가 형성될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전부(124)의 회전에 의해 제공공간(S1)으로부터 공급공간(S2)으로 분말 원료(P)가 이동되면서 원료유입부(110)로부터 상기 제공공간(S1)으로의 새로운 분말 원료(P)의 제공은 차단되고 상기 공급공간(S2)으로 이동되는 상기 분말 원료(P)는 상기 공급공간(S2)으로 주입된 플라즈마 형성가스(G)의 가스압에 의해 상기 플라즈마 형성가스(G)와 함께 공급홀(H2)을 통해 진공 상태인 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정이 진행되는 공간으로 유입될 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명은 분말 원료(P)의 미세 분말을 제조하기 위한 공정으로의 이동을 진공을 이용함으로써 분말 원료(P)의 이동을 간단하게 구현할 수 있다.
여기서, 상기 플라즈마 형성가스(G)는 플라즈마를 발생시키기 위한 가스로, 유도 코일(360, 도 9 참조)에 의하여 발생되는 유도 기전력에 의해 플라즈마로 변환될 수 있는 가스를 의미할 수 있으며, 바람직하게는 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 등이 이용될 수 있으며, 변환된 플라즈마에 의한 분말 원료(P)의 미세화 과정은 도 11를 참조로 후술하기로 한다.
상기와 같이, 본 발명은 분말 원료(P)를 미세 분말을 제조하기 위한 공정으로 직접 주입시키는 방식이 아닌, 플라즈마 형성 가스에 의한 가스압 및 진공을 이용하여 제공공간(S1)으로 분말 원료(P)를 제공하고, 상기 제공공간(S1)에 제공된 분말 원료(P)를 회전부(124)의 회전에 의해 공급공간(S2)으로 이동시키고 플라즈마 형성가스(G)에 의한 가스압 및 진공을 이용하여 상기 공급공간(S2)으로부터 상기 공정으로 공급함으로써 상기 제공공간(S1)에 기초하여 정량의 분말 원료(P)를 미세 분말을 제조하기 위한 공정으로 공급할 수 있다.
또한, 회전부(124)의 회전에 의해 상기 제공공간(S1)에 새로운 분말 원료(P)를 제공할 수 있으므로, 반복적인 분말 원료(P)의 공급이 가능해져 분말 원료(P)의 공급량을 증대시킬 수 있다.
도 5은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛을 도시한 개략 사시도이며, 도 6 내지 도 10은 도 5의 AA선에 따른 개략 단면도로, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛에 제공되는 원료공급부 내에서 분말 원료가 이동되면서 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 공급되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛(200)은 지지부(240)에 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 분말 원료 공급 유닛(100)이 복수개 배치되어 구현될 수 있다.
여기서, 상기 지지부(240)는 복수개의 원료공급부(120)가 배치되어 상기 원료공급부(120)를 지지할 수 있으며, 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 공급된 상기 분말 원료(P)를 가스화 하기 위한 플라즈마를 발생시키도록 원료저장부(122)의 외벽에 형성되는 연통부(H3)와 연통되어 상기 저장공간(S)으로 플라즈마 형성가스(G)가 주입되는 주입부(242)를 구비할 수 있다.
상기 주입부(242)를 통해 공급되는 플라즈마 형성가스(G)는 상기 연통부(H3)를 통해 상기 저장공간(S), 즉, 공급공간(S2)으로 주입될 수 있으며, 원료저장부(122)의 공급홀(H2)을 통해 진공 상태인 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정이 진행되는 공간으로 유입될 수 있다.
한편, 원료공급부(120)는 상기 지지부(240)의 중심축을 기준으로 소정의 각도를 이루며 복수개가 배치될 수 있으며, 상기 원료유입부(110)는 상기 원료공급부(120)와 대응되도록 복수개로 형성될 수 있다.
이하에서는 지지부(240)에 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 분말 원료 공급 유닛(100)이 4개 배치된 경우를 예로 들어 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛(200)에 제공되는 원료공급부(120) 내에서 분말 원료가 이동되면서 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 공급되는 과정을 설명하기로 한다.
도 6 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛(200)은 제1 원료공급부(120a), 제2 원료공급부(120b), 제3 원료공급부(120c) 및 제4 원료공급부(120d)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 원료유입부(110)는 상기 원료공급부(120)와 대응되도록 복수개로 형성될 수 있으며, 이하에서는 편의상 동일한 도면 번호를 사용하기로 하며, 저장공간(S), 제공공간(S1) 및 공급공간(S2)에 대해서도 동일한 도면 번호를 사용하기로 한다.
우선, 도 6을 참조하면, 제1 원료공급부(120a)의 제1 회전부(124a), 제2 원료공급부(120b)의 제2 회전부(124b), 제3 원료공급부(120c)의 제3 회전부(124c) 및 제4 원료공급부(120d)의 제4 회전부(124d)는 서로 다른 각도로 배치되어 동시에 회전할 수 있으며, 이는 각각의 원료공급부(120a~120d)로부터 분말의 크기를 줄이기 위한 공정이 진행되는 공간으로 분말 원료의 공급이 순차적으로 구현되도록 하기 위함이다.
제1 원료공급부(120a)는 제1 회전부(124a)의 회전에 의해 제1 관통홀(H1)이 제1 저장공간(S)에 노출되어 상기 제1 저장공간(S) 내에서 제1 제공공간(S1)이 형성될 수 있으며, 이로 인해 원료유입부(110)로부터 상기 제1 제공공간(S1)으로 분말 원료가 유입될 수 있다.
여기서, 상기 분말 원료가 유입되는 원리는 이미 상술하였으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 제1 원료공급부(120a)의 제1 회전부(124a)가 회전하면서 제1 제공공간(S1)에는 정량의 분말 원료의 유입되고 특정 순간에 제1 관통홀(H1)이 상기 제1 회전부(124a)에 의해 막히고 제1 주입부(242) 및 제1 연통부(H3)를 통해 플라즈마 형성 가스(G)가 제1 공급공간(S2)으로 주입되게 된다.
이때, 각각의 원료공급부(120a~120d)로부터 분말의 크기를 줄이기 위한 공정이 진행되는 공간으로 분말 원료의 공급이 순차적으로 구현되도록 하기 위해, 제2 원료공급부(120b)는 제2 회전부(124b)의 회전에 의해 제2 관통홀(H1)이 제2 저장공간(S)에 노출되어 상기 제2 저장공간(S) 내에서 제2 제공공간(S1)이 형성될 수 있으며, 이로 인해 원료유입부(110)로부터 상기 제2 제공공간(S1)으로 분말 원료가 유입될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1 원료공급부(120a)의 제1 회전부(124a)가 회전하면서 제1 관통홀(H1)이 상기 제1 회전부(124a)에 의해 막히고 제1 주입부(242) 및 제1 연통부(H3)를 통해 플라즈마 형성 가스(G)가 제1 공급공간(S2)으로 계속적으로 주입되며, 제1 공급홀(H2)이 제1 저장공간(S)에 노출되어 제1 공급공간(S2)으로부터 분말의 크기를 줄이기 위한 공정이 진행되는 공간으로 플라즈마 형성 가스(G)와 분말 원료가 공급되게 된다.
여기서, 상기 분말 원료(P) 및 상기 플라즈마 형성 가스(G)가 공급되는 원리는 이미 상술하였으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 제2 원료공급부(120b)는 도 7을 참조로 설명한 제1 원료공급부(120a)와 동일하게 작동하며, 제3 원료공급부(120c)는 도 6을 참조로 설명한 제1 원료공급부(120a)와 동일하게 작동한다.
도 9를 참조하면, 제1 원료공급부(120a)의 제1 회전부(124a)가 회전하면서 제1 주입부(242) 및 제1 연통부(H3)를 통한 플라즈마 형성 가스(G)의 주입은 멈추게 되고, 제1 공급홀(H2)은 제1 회전부(124a)에 의해 막히면서 제1 저장공간(S)은 진공 상태가 되기 시작한다.
한편, 제2 원료공급부(120b)는 도 8을 참조로 설명한 제1 원료공급부(120a)와 동일하게 작동하며, 제3 원료공급부(120c)는 도 7을 참조로 설명한 제1 원료공급부(120a)와 동일하게 작동하고, 제4 원료공급부(120d)는 도 6을 참조로 설명한 제1 원료공급부(120a)와 동일하게 작동한다.
도 10을 참조하면, 제1 원료공급부(120a)의 제1 회전부(124a)가 회전하면서 제1 저장공간(S)은 진공 상태가 되고, 제1 관통홀(H1)이 제1 저장공간(S)에 노출되어 상기 제1 저장공간(S) 내에서 제1 제공공간(S1)이 형성될 수 있으며, 이로 인해 원료유입부(110)로부터 상기 제1 제공공간(S1)으로 새로운 분말 원료가 유입될 수 있다. 이는 도 6을 참조로 설명한 바와 동일하다.
한편, 제2 원료공급부(120b)는 도 9을 참조로 설명한 제1 원료공급부(120a)와 동일하게 작동하며, 제3 원료공급부(120c)는 도 8을 참조로 설명한 제1 원료공급부(120a)와 동일하게 작동하고, 제4 원료공급부(120d)는 도 7을 참조로 설명한 제1 원료공급부(120a)와 동일하게 작동한다.
상기와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 분말 원료 공급 유닛(200)은 복수개의 원료공급부(120a, 120b, 120c, 120d)로부터의 분말 원료(P)를 순차적으로 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 공급함으로써, 반복적인 분말 원료(P)의 공급이 가능해져 분말 원료(P)의 정량 공급량을 증대시킬 수 있다.
다시 말하면, 어느 하나의 원료공급부(120)는 상기 공간으로 상기 분말 원료(P)가 공급되면, 나머지 원료공급부(120)로부터 상기 공간으로 상기 분말 원료(P)가 공급되는 도중에 회전부(124)의 회전에 의해 상기 원료유입부(110)로부터 진공 상태로 유지된 제공공간(S1)으로 새로운 분말 원료(P)를 제공받아 반복적으로 상기 공간으로 상기 새로운 분말 원료가 공급되도록 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 플라즈마 토치를 도시한 개략 절개 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 플라즈마 토치(300)는 도 1 내지 도 8을 참조로 설명한 분말 원료 공급 유닛(100, 200), 유도 코일 구조체(350), 유도 코일(360) 및 가둠부(370)를 포함할 수 있다.
다만, 도 9에서는 설명의 편의를 위해 도 5를 참조로 설명한 분말 원료 공급 유닛(200)을 도시하였다.
상기 플라즈마 토치(300)는 플라즈마를 발생시켜 상기 분말 원료 공급 유닛(100, 200)으로부터 공급되는 분말 원료(P)를 원료 가스로 변환시키는 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 플라즈마 토치(300)에 의해 발생되는 플라즈마는 열 플라즈마일 수 있으며, 상기 열 플라즈마는 그 구성 성분인 이온과 자유 전자들이 높은 에너지를 가지고 있는 까닭에 상기 분말 원료(P)를 원료 가스로 용이하게 변환시킬 수 있다.
상기 플라즈마 발생은 유도 코일(360)에 인가되는 고주파 전원에 의해 발생된 유도 기전력에 의해 구현될 수 있으며, 상기 유도 코일(360)은 유도 코일 구조체(350)에 소정의 횟수로 권취되어 배치될 수 있다.
상기 유도 코일 구조체(350)는 분말 원료 공급 유닛(100, 200)의 제공공간(S1)으로부터 공급공간(S2)으로 이동된 분말 원료(P)가 유입되며, 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정을 진행하기 위한 공간을 제공할 수 있다.
상기 유도 코일 구조체(350)는 외부의 충격에 의한 유도 코일(360)의 진동을 방지하는 기능을 수행할 수 있으며, 이러한 기능을 수행하면서도 상기 유도 코일(360) 사이의 절연성을 확보하기 위하여 산화 알루미늄으로 구성되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유도 코일(360)은 상기 유도 코일 구조체(350)의 내부 또는 외부에 권취될 수 있으며, 플라즈마 발생을 위한 유도 기전력을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 유도 코일(360)은 유도 코일 구조체(350)의 내면 또는 외면에 권취되어 배치될 수 있으나, 도 9에 도시된 바와 같이 내부에 삽입된 상태로 권취되어 배치되는 것이 바람직하다.
상기 유도 코일(360)은 외부로부터 고주파 전원을 인가 받아 플라즈마를 발생시키고 유지시키는 기능을 수행할 수 있으며, 유도 코일 구조체(350)의 내부로부터 유도 코일(360)의 양단이 외부로 돌출될 수 있다.
외부로 돌출된 유도 코일(360)의 양단으로는 고주파 전원이 인가될 수 있으며, 이렇게 유도 코일(360)에 인가된 고주파 전원에 의하여 유도 기전력이 발생되며, 이러한 유도 기전력에 의하여 플라즈마가 발생되고 유지될 수 있게 된다.
상기 유도 코일(360)의 재질은 특별하게 한정되지 아니하나 구리를 이용하여 유도 코일(360)을 제조하는 것이 바람직하다. 이처럼 유도 코일(360)이 구리를 포함하여 구성되는 경우, 유도 코일(360)은 은으로 코팅되는 것이 바람직하다. 이러한 물질들로 유도 코일(360)을 구성함으로써 플라즈마를 보다 효과적으로 발생시킬 수 있다. 물론, 유도 코일(360) 및 유도 코일(360)에 코팅되는 금속은 상술한 바에 한정되지 아니하며 다양하게 변경될 수 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 토치(300)는 상기 유도 코일 구조체(350)의 내측에 배치되어 상기 분말 원료(P)를 가스화되도록 하는 상기 유도 기전력에 의해 발행된 상기 플라즈마를 가두는 가둠부(370)를 포함할 수 있으며, 상기 가둠부(370)는 상기 유도 코일 구조체(350)와 동축으로 배치될 수 있다.
상기 가둠부(370)로 앞서 설명한 분말 원료(P) 및 플라즈마 형성 가스가 공급될 수 있으며, 상기 플라즈마 형성가스는 유도 코일(360)에 의하여 발생되는 유도 기전력에 의해 열 플라즈마로 변환될 수 있고, 상기 가둠부(370)는 고온의 열 플라즈마를 원활하게 가두기 위해 고온에서도 변형이 발생하지 않는 재질로 제조하는 것이 바람직하다. 일례로 질화 규소를 포함할 수 있다.
상기 가둠부(370)가 유도 코일 구조체(350)의 내측으로 배치됨에 있어서, 상기 가둠부(370)는 상기 유도 코일 구조체(350)와 이격되어 배치됨으로써 소정의 유로가 형성될 수 있으며, 상기 유로에는 냉각수가 흐를 수 있다.
상기 유로로 흐르는 냉각수는 상기 가둠부(370) 및 유도 코일 구조체(350)를 고온의 열 플라즈마로부터 보호하는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 가둠부(370) 내부에 발생되는 플라즈마로 인해 분말 원료(P)는 가스화되어 원료 가스가 될 수 있으며, 상기 원료 가스는 플라즈마 토치(300)의 하부에 배치되어 이동하는 상기 원료 가스를 냉각시키는 냉각부(미도시)에 의해 결정화되어 나노 수준의 분말로 변환되게 된다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100, 200: 분말 원료 공급 유닛
110: 원료유입부
120: 원료공급부
130: 대용량 원료보관부
300: 플라즈마 토치
350: 유도 코일 구조체
360: 유도 코일
370: 가둠부

Claims (20)

  1. 분말 입자의 크기를 줄이기 위한 공정으로 분말 원료를 공급하는 분말 원료 공급 유닛에 있어서,
    상기 분말 원료가 유입되는 원료유입부; 및
    상기 원료유입부로부터 상기 분말 원료를 제공받아 상기 공정으로 상기 분말 원료를 공급하는 원료공급부;를 포함하며,
    상기 원료공급부는,
    상기 원료유입부로부터 제공받은 상기 분말 원료를 일시적으로 저장하기 위한 저장공간을 구비하는 원료저장부 및 상기 저장공간의 상태를 변경시켜 상기 원료저장부에 저장된 상기 분말 원료를 상기 공정으로 공급되도록 상기 저장공간 내에서 회전하는 회전부를 구비하는 것을 특징으로 하는 분말 원료 공급 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전부는,
    회전에 의해 상기 저장공간의 상태를 변경시키면서 상기 원료유입부로부터 상기 저장공간으로 상기 분말 원료가 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 분말 원료 공급 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 회전부는,
    회전에 의해 상기 저장공간의 상태를 변경시키면서 상기 저장공간에 저장된 상기 분말 원료를 상기 공정으로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 분말 원료 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전부는, 상기 저장공간을 상기 원료유입부로부터 상기 분말 원료를 제공받는 제공공간과 상기 공정으로 상기 분말 원료를 공급하는 공급공간으로 구획되도록 하며,
    상기 제공공간 및 상기 공급공간은, 상기 회전부의 회전에 의해 상태가 변경되는 것을 특징으로 하는 분말 원료 공급 유닛.
  5. 제4항에 있어서, 상기 회전부는,
    회전에 의해 상기 제공공간 및 상기 공급공간이 상기 저장공간 내에서 선택적으로 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 분말 원료 공급 유닛.
  6. 제4항에 있어서, 상기 회전부는,
    회전에 의해 상기 저장공간 내의 소정의 공간이 상기 제공공간에 포함되는 공간이 되도록 하거나 상기 공급공간에 포함되는 공간이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 분말 원료 공급 유닛.
  7. 제4항에 있어서, 상기 회전부는,
    회전에 의해 상기 저장공간 내에 상기 제공공간 및 상기 공급공간 중 어느 하나만 존재하도록 하는 것을 특징으로 하는 분말 원료 공급 유닛.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제공공간 또는 상기 공급공간은,
    복수개가 상기 회전부의 중심축을 기준으로 대칭적으로 형성되거나, 상기 중심축을 기준으로 방사형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 분말 원료 공급 유닛.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 원료저장부는, 상기 원료저장부에 저장된 상기 분말 원료를 상기 공정으로 공급되도록 하기 위해 상기 공정과 연통되는 공급홀을 구비하며,
    상기 공급공간은, 상기 회전부의 회전에 의해 상기 저장공간 내에서 상기 공급홀이 노출되면서 상기 저장공간에 제공되는 것을 특징으로 하는 분말 원료 공급 유닛.
  10. 제9항에 있어서, 상기 회전부는,
    상기 공급홀을 막은 채 상기 원료유입부와 상기 저장공간이 서로 연통되는 경로를 형성하여 상기 원료유입부로부터 상기 저장공간 내에 제공되는 상기 제공공간 으로 상기 분말 원료가 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 분말 원료 공급 유닛.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 원료유입부는, 상기 저장공간과 연통되는 관통홀을 구비하며,
    상기 제공공간은, 상기 회전부의 회전에 의해 상기 상기 저장공간에 상기 관통홀이 노출되면서 상기 저장공간에 제공되는 것을 특징으로 하는 분말 원료 공급 유닛.
  12. 제1항에 있어서, 상기 원료공급부는,
    상기 저장공간이 진공 상태가 되어 상기 원료유입부로부터 플라즈마 형성 가스와 함께 상기 분말 원료를 제공받는 것을 특징으로 하는 분말 원료 공급 유닛.
  13. 제1항에 있어서, 상기 회전부는,
    중심축을 기준으로 회전하는 블레이드를 포함하는 분말 원료 공급 유닛.
  14. 제1항에 있어서, 상기 원료저장부는,
    외부로부터 플라즈마 형성 가스가 상기 저장공간으로 유입되도록 하여 상기 플라즈마 형성 가스의 가스압에 의해 상기 플라즈마 형성 가스와 함께 상기 분말 원료가 상기 저장공간으로부터 진공 상태인 상기 공정을 진행하기 위한 공간으로 유입되도록 하는 연통부를 구비하는 것을 특징으로 하는 분말 원료 공급 유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 원료공급부가 복수개 배치되어 상기 복수개의 원료공급부를 지지하는 지지부;를 더 포함하며,
    상기 지지부는, 상기 플라즈마 형성 가스가 상기 저장공간으로 유입되도록 하여 상기 공정으로 공급된 상기 분말 원료를 가스화 하기 위한 플라즈마를 발생시키도록 하는 상기 연통부와 연통되는 주입부를 구비하는 것을 특징으로 하는 분말 원료 공급 유닛.
  16. 제15항에 있어서,
    각각의 상기 원료공급부는, 상기 지지부의 중심축을 기준으로 소정의 각도를 이루며 배치되며,
    각각의 원료공급부로부터 상기 공간으로의 상기 분말 원료의 공급은, 순차적으로 구현되는 분말 원료 공급 유닛.
  17. 제16항에 있어서, 어느 하나의 원료공급부는,
    상기 공간으로 상기 분말 원료가 공급되면, 나머지 원료공급부 중 하나로부터 상기 공간으로 상기 분말 원료가 공급되는 도중에 상기 회전부의 회전에 의해 상기 원료유입부로부터 진공 상태로 유지된 상기 저장공간으로 새로운 분말 원료를 제공받아 반복적으로 상기 공간으로 상기 새로운 분말 원료가 공급되도록 하는 분말 원료 공급 유닛.
  18. 제15항에 있어서, 상기 원료유입부는,
    상기 원료공급부와 대응되도록 복수개로 형성되는 분말 원료 공급 유닛.
  19. 제18항에 있어서, 상기 원료유입부는,
    각각 대응되는 상기 원료공급부로 정량의 분말 원료가 순차적으로 공급되도록 하는 분말 원료 공급 유닛.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 분말 원료 공급 유닛;
    상기 저장공간으로부터 상기 분말 원료가 유입되며, 상기 공정을 진행하기 위한 공간을 제공하는 유도 코일 구조체;
    상기 유도 코일 구조체의 내부 또는 외부에 권취되며, 상기 공간에 플라즈마 발생을 위한 유도 기전력을 제공하는 유도 코일; 및
    상기 유도 코일 구조체의 내측에 배치되어 상기 공간에 유입된 상기 분말 원료를 가스화되도록 하는 상기 유도 기전력에 의해 발행된 상기 플라즈마를 가두는 가둠부;를 포함하는 플라즈마 토치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200056073A (ko) * 2018-11-14 2020-05-22 주식회사 멘도타 직류 플라즈마 아크를 이용한 나노 분말의 제조 장치 및 제조 방법
KR20200070617A (ko) * 2018-12-10 2020-06-18 주식회사 포스코 RF 플라즈마 장치를 이용한 고순도 Ti64 분말 제조방법

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