KR20170039830A - 정량분배 공급장치 및 공급방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석탄재, 안료, 왕겨 등의 분말을 간편하게 정량으로 포집하고, 연속적인 공급 및 회수가 수행될 수 있도록 하여 분말을 정확하고 빠르게 회수할 수 있는 정량분배 공급장치 및 공급방법을 제공하기 위하여, 외부로부터 차단된 공정영역을 형성하며, 내부에 기설정된 압력이 설정되는 챔버 및 상기 챔버 내부에 배치되며, 외부로부터 공급된 분말을 교반하는 용기부 및 상기 챔버 내부에서 상기 용기부 하부에 배치되며, 상기 용기부에서 이송된 분말이 회전하는 날개에 의해 균일하게 분배되고 일정한 밀도로 유지된 파우더 형태로 공급될 수 있도록 하는 회전 날개부 및 상기 챔버 내부에서 상기 회전 날개부 하부에 배치되어, 분말이 수용되는 수용공간을 형성하며 상기 회전 날개부에 의해 밀도가 균일화된 분말이 일정하게 분배되도록 상기 수용공간을 시계 또는 반시계 방향으로 이동시키는 분배부 및 상기 분배부에 의하여 정량으로 분배된 분말을 회수하는 회수부를 포함한다.

Description

정량분배 공급장치 및 공급방법{Supply Apparatus and Method for Quantitative Distribution}

본 발명은 정량분배 공급장치 및 공급방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입자의 크기가 작은 미량의 분말을 정량으로 조절하여 지속적으로 공급할 수 있는 정량분배 공급장치 및 공급방법에 관한 것이다.

일반적으로 분말 공급장치는 용기 또는 호퍼 등에 분말이 수용되어 별도의 공급수단을 이용하여 일정량의 분말을 원하는 위치로 공급하거나, 분말의 자중을 이용해 셔터를 개폐함에 따라 분말의 양을 조절하여 공급하는 장치이다.

이러한 분말 공급장치는 분말 형태의 원료를 이용해 금속, 플라스틱, 세라믹, 식품, 약품 등을 제조하는 제조장치, 용접성 향상을 위해 용접토치에 분말원료를 공급하며 용접하는 플라즈마 용접장치, 분말 원료를 가열 및 가압하여 제품을 제조하는 분말 야금, 단결정 잉곳 제조장치, 화장품 및 건축자재의 제조 등에 다양하게 사용되고 있다.

그런데 이는 분말의 사용량이 미량일 경우 오차가 크기 때문에 적합하지 않으며, 미량의 분말을 조절하여 정량으로 공급하는데 시간이 길어지는 단점이 있다.

또한, 일일이 수작업을 통해 분말을 공급함에 따라 생산성이 저하되고, 제품이 균일하지 못해 상품성이 떨어질 뿐 아니라, 정확한 양을 연속적으로 공급하기가 불가능하므로 부적절하다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1282153호

본 발명의 목적은 석탄재, 안료, 왕겨 등의 분말을 간편하게 정량으로 포집하고, 연속적인 공급 및 회수가 수행될 수 있도록 하여 분말을 정확하고 빠르게 회수할 수 있는 정량분배 공급장치 및 공급방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 정량분배 공급장치는 외부로부터 차단된 공정영역을 형성하며, 내부에 기설정된 압력이 설정되는 챔버 및 상기 챔버 내부에 배치되며, 외부로부터 공급된 분말을 교반하는 용기부 및 상기 챔버 내부에서 상기 용기부 하부에 배치되며, 상기 용기부에서 이송된 분말이 회전하는 날개에 의해 균일하게 분배되고 일정한 밀도로 유지된 파우더 형태로 공급될 수 있도록 하는 회전 날개부 및 상기 챔버 내부에서 상기 회전 날개부 하부에 배치되어, 분말이 수용되는 수용공간을 형성하며 상기 회전 날개부에 의해 밀도가 균일화된 분말이 일정하게 분배되도록 상기 수용공간을 시계 또는 반시계 방향으로 이동시키는 분배부 및 상기 분배부에 의하여 정량으로 분배된 분말을 회수하는 회수부를 포함한다.

상기 정량분배 공급장치는 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버 내부가 배기되도록 하는 펌프 및 상기 펌프의 동작을 제어하여 상기 챔버 내부 압력을 변화시키는 압력 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 압력 제어부는 상기 챔버 내부의 압력을 2ba~12ba 범위 내에서 변화시킬 수 있다.

상기 분배부는 상기 분배부 내부에서 서로 맞물려 회전하는 한 쌍의 로브를 포함하며, 상기 한 쌍의 로브는 서로 맞물려 회전하면서 상기 수용공간에 수용된 상기 적정량의 분말을 상기 분배부 내측에서 외측으로 이송시킬 수 있다.

상기 한 쌍의 로브는 각각 회전 방향을 달리 하면서 회전할 수 있다.

상기 한 쌍의 로브는 적어도 세 개의 돌출부 및 오목부를 각각 포함하며, 상기 한 로브의 돌출부가 다른 로브의 오목부와 맞물려 회전하고, 맞물리지 않은 오목부와 상기 분배부 내벽 사이에 상기 수용공간이 형성될 수 있다.

상기 분배부는 상기 분배부의 하측 끝단에 형성되어 상기 로브의 회전에 의해서 이송된 적정량의 분말이 상기 회수부로 배출되도록 하는 배출홀을 구비할 수 있다.

상기 분배부는 상기 분배부의 내부에 형성되는 분배홈을 더 포함하고, 상기 분배홈 내부에는 상기 로브가 배치되어 회전할 수 있다.

상기 회전 날개부는 상기 용기부에서 배출된 분말의 입자를 균일하게 분포시키고 일정한 밀도로 유지하는 적어도 하나의 날개를 가진 제 1회전 날개부와, 상기 제 1회전 날개부의 하부에 배치되고 상기 제 1회전 날개부의 상기 날개와 상, 하로 엇갈리게 배치되는 적어도 하나의 날개를 가진 제 2회전 날개부를 포함할 수 있다.

상기 정량분배 공급장치는 상기 용기부 하부에 배치되며, 상기 용기부로 공급된 분말을 교반하는 교반날개 또는 상기 회전날개부의 날개가 회전하도록 동력을 전달하는 구동부를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 정량분배 공급방법은 외부와 차단된 공정영역을 형성하는 챔버 내부를 배기하여 상기 챔버 내부에 기설정된 압력이 설정되도록 하는 단계 및 상기 공정영역에 배치된 용기부로 분말을 공급하여 교반하는 단계 및 상기 용기부와 연결된 분배부로 균일화된 분말 입자를 이송하는 단계 및 상기 분배부로 이송된 분말이 균일하게 분배되도록, 분말이 수용된 수용공간을 시계 또는 반시계 방향으로 이동하는 단계 및 상기 수용공간에 수용된 분말이 회수부로 이송되어 회수되는 단계를 포함한다.

상기 압력이 설정되도록 하는 단계는 상기 챔버 내부의 압력을 2ba~12ba 범위 내에서 변화시킬 수 있다.

본 발명에 따른 정량분배 공급장치 및 공급방법은 분말을 정량으로 빠른 시간에 포집할 수 있어 분말을 정량으로 공급하는 데 소요되는 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 실시예에 따른 정량분배 공급장치의 사시도이고,
도 2는 본 실시예에 따른 정량분배 공급장치의 블록 구성도이고,
도 3은 본 실시예에 따른 챔버와 용기부를 제외한 정량분배 공급장치의 하부구조를 나타낸 사시도이고,
도 4a는 본 발명에 따른 회전날개부에서 용기부를 통해 공급된 분말의 입자를 균일하게 분포시켜 일정한 밀도로 유지되는 과정을 나타낸 사시도이고,
도 5b 내지 도 5d는 본 발명에 따른 분배부에서 분말을 정량으로 조절하여 회수부로 배출하는 과정을 나타낸 상면도이고,
도 6은 다른 실시예에 따른 정량분배 공급장치의 사시도이고,
도 7은 본 실시예에 따른 정량공급 방법을 나타낸 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.

한편, 본 발명은 금속, 플라스틱, 세라믹, 식품 약품 등을 제조하는 과정에서 소요되는 석탄, 안료, 왕겨 등의 분말을 정량으로 포집하여 연속적으로 회수할 수 있는 정량분배 공급장치이다. 상기와 같은 다양한 분말을 공급하기 위해선 미리 설정된 양과 정확한 양으로 일정하게 분말을 공급하는 것이 공급장치의 설계인자 중 중요하며, 이를 위하여 분말정량분배 공급장치의 최적의 설계가 필요하다.

도 1은 본 실시예에 따른 정량분배 공급장치의 사시도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 정량분배 공급장치의 블록 구성도이다. 그리고 도 3은 본 실시예에 따른 챔버와 용기부를 제외한 정량분배 공급장치의 하부구조를 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 정량분배 공급장치(10)는 외부와 차단된 공정영역을 형성하는 챔버(20) 및 챔버(20) 내부에 배치되어 분말을 정량분배하는 정량분배 유닛(30)을 포함할 수 있다.

먼저, 챔버(20)는 외부와 차단된 공정영역을 형성한다. 여기서, 챔버(20)의 형태는 도 1에 도시된 챔버(20)의 형태와 동일 또는 상이하게 마련될 수 있다. 그리고 챔버(20)는 외부에 마련된 펌프(40)와 연결될 수 있으며, 사용자는 펌프(40)와 연동된 압력 제어부(50)를 통해 펌프(40)의 동작을 제어하여 챔버(20) 내부를 압력을 변화시킬 수 있다.

이때, 압력 제어부(50)는 챔버(20) 내부의 압력을 2ba~12ba 범위 내에서 변화시킬 수 있고, 압력 측정부(60)는 펌프(40)와 연동되어 공정영역의 압력이 실시간으로 디스플레이되도록 할 수 있다. 이에, 압력 제어부(50)를 통해 입력한 압력값과 실제 공정영역의 압력값이 상호 비교될 수 있어 챔버(20)의 건전성 여부가 판단되며 작업이 수행될 수 있다.

또한, 챔버(20)에는 분말을 정량분배 유닛(30)으로 공급할 수 있는 개구가 형성된다. 여기서, 개구에는 분배공정 시 챔버(20)의 누설이 발생되지 않도록 개구를 개폐할 수 있는 제 1도어(21)가 마련될 수 있으며, 제 1도어(21)에는 챔버(20)의 기밀을 위한 실링부재(미도시)가 마련될 수 있다. 또한, 챔버(20)에는 추후 설명할 회수부(400)의 분말을 챔버(20) 외부로 반출하기 위한 제 2도어(22)가 마련될 수 있으며 제 2도어(22)에는 챔버(20)의 기밀을 위한 실링부재(미도시)가 마련될 수 있다.

이러한 챔버(20)는 실제 분말이 정량분배되는 정량분배 유닛(30)을 수용하고, 압력 변화에 따라 진공 분위기에서 정량분배가 수행되도록 할 수 있는 바, 대기압에서의 정량분배와 비교하여 보다 정밀한 정량분배가 가능할 수 있다.

한편, 정량분배 유닛(30)은 챔버(20)로 인입되거나 인출될 수 있다. 이러한 정량분배 유닛(30)은 용기부(100), 회전 날개부(200), 분배부(300), 회수부(400) 및 구동부(500)를 포함한다.

먼저, 용기부(100)는 분말이 수용될 수 있도록 내부가 중공된 수용기(110)를 포함하며, 수용기(110)의 상측은 개방 가능하도록 구성될 수 있다. 따라서 수용기(110)의 상측으로 정량분배가 필요한 석탄, 안료, 왕겨 등의 분말을 투입하여 수용할 수 있다. 그리고 용기부(100) 하측에는 배출구(130)가 형성되어 수용기(110)에 수용되는 분말이 배출구(130)를 통해 하부의 회전 날개부(200)로 공급될 수 있도록 한다.

그리고 용기부(100)의 중심축 선상에는 회전 가능하게 설치된 중심축(140)과, 중심축(140)에 연동 가능하게 설치된 복수 개의 교반날개(120)가 배치될 수 있다. 교반날개(120)는 수용기(110) 내부로 들어온 분말을 교반시켜 주기 위한 역할을 한다.

이러한 교반날개(120)는 정량분배 유닛(30) 하부에 마련된 구동부(500)의 구동축과 연결되는 프레임 형태의 중심축(140) 외측에 마련될 수 있다.

이때, 교반날개(120)는 중심축(140)과 수직 방향으로 직접 연결되는 단축 프레임(120a)과. 단축 프레임(120a)에 연결되어 실질적으로 분말을 교반하는 장축 프레임(120b)으로 구비될 수 있다. 장축 프레임(120b)은 중심축(140)과 평행하게 배치되며 하부 기울기의 각도를 변형하거나 구불거리는 형태 등으로 변형하여 교반 성능이 향상되도록 할 수 있다. 또한, 단축 프레임(120a)과 장축 프레임(120b) 하부에는 대략 "ㄷ"자 고리 형상의 고리 프레임(120c)이 배치되어 분말이 회전 날개부(200)에 투입되기 전에 한번 더 교반되도록 할 수 있다.

다만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 중심축(140) 상부에 직교하도록 단축 프레임(120a)이 대칭의 양팔 형태로 설치되며 단축 프레임(120a) 외측에 장축 프레임(120b)이 나란하게 배치되고, 중심축(140) 하부에 고리 프레임(120c)이 배치되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 소용돌이 형태의 프레임 등과 같이 교반을 도울 수 있는 다양한 형태를 가질 수 있다.

한편, 도 4a는 본 발명에 따른 회전날개부에서 용기부를 통해 공급된 분말의 입자를 균일하게 분포시켜 일정한 밀도로 유지되는 과정을 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 4a를 참조하면, 회전 날개부(200)는 용기부(100)의 하부 및 분배부(300)의 상부에 배치된다. 여기서, 회전 날개부(200)는 용기부(100)의 배출구(130)로부터 공급된 분말을 일정하게 공급받고 분말 입자 분포를 균일하게 분포시켜 일정한 밀도로 유지되도록 한다.

이러한 회전 날개부(200)는 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있으며, 본 실시예에 따르면, 상측에 위치하여 용기부(100)에서 배출된 분말의 밀도를 1차적으로 균일화하는 제 1회전 날개부(210)와, 제 1회전 날개부(210) 하부에 배치되어 제 1회전 날개부(210)를 거친 분말 입자 분포가 균일하게 분포되거나 일정한 밀도로 유지되지 못한 경우, 즉 제 1회전 날개부(210)를 거쳤지만 재분말 입자 균일화가 필요한 분말을 균일하게 분포할 수 있는 제 2회전 날개부(220)를 포함할 수 있다.

다만, 회전 날개부(200)의 개수는 본 실시예처럼 2개에 한정되는 것은 아니며, 분말 입자의 균일화를 위한 일정한 밀도 유지의 효율을 높이기 위하여 더 많은 수의 회전 날개부를 구비할 수 있다. 용기부(100) 내의 교반날개(120)에 의하여 분말이 교반되지만, 응집력이 강한 분말은 서로 엉기거나 덩어리짐이 강하다. 이에, 회전 날개부(200)는 회수되기 전까지 지속적으로 미립자 상태를 만들어 주어 정량 공급이 유리하게 한다.

또한, 용기부(100)에서 덩어리져진 분말은 우선적으로 제 1회전 날개부(210)의 제 1회전날개(211)에 의하여 밀도가 균일하게 되며, 제 1회전날개(211)에 의해 밀도가 균일하게 되지 못하거나 밀도가 균일화된 분말도 다시 뭉치지 못하도록 제 2회전 날개부(220)의 제 2회전날개(221)에 의하여 밀도가 일정하게 분포될 수 있다. 다만, 본 실시예서는 제 1회전날개(211)와 제 2회전날개(221)가 2개로 마련되는 것을 설명하고 있으나, 날개의 개수는 한정하지 않는다.

그리고 제 1회전날개(211)와 제 2회전날개(221)는 서로 상, 하로 엇갈리게 배치되어 분말 입자의 균일화 및 밀도의 일정성을 더욱 향상시킬 수 있다. 다만, 본 실시예와 다르게 날개의 배치 관계가 서로 엇갈리지 않게 배치하거나 엇갈린 정도의 각도를 다양하게 할 수 있음은 자명하다.

한편, 도 5b 내지 도 5d는 본 발명에 따른 분배부에서 분말을 정량으로 조절하여 회수부로 배출하는 과정을 나타낸 상면도이다.

도 5를 참조하면, 분배부(300)는 용기부(100) 하부 및 구동부(500) 상부 상에 배치된다. 여기서, 분배부(300)는 회전 날개부(200)에 의하여 일정하게 공급된 분말이 균일하게 분배되도록 하는 역할을 한다.

분배부(300)에는 분말이 배치되고 회수부(400)로 회수될 수 있는 분배 스테이지(310)와, 분배 스테이지(310) 안쪽에 안치되며 분말을 분배 및 이동시키는 로브(330)가 설치될 수 있다. 또한, 로브(330)에 의하여 분배된 분말이 회수부(400)로 이동되도록 통로 역할을 하는 배출홀(360)이 형성될 수 있다.

분배부(300)의 분배 스테이지(310)는 회전 날개부(200)와 구동부(500) 사이에 배치되며, 상측에는 회전 날개부(200)가 안착될 수 있다. 그리고 분배 스테이지(310)에는 구동부(500)에 의한 동력을 회전 날개부(200) 등에 전달할 수 있는 중심축(140)을 지지하는 홀이 형성될 수 있다.

또한, 분배 스테이지(310)에는 회전 날개부(200)에 의하여 분쇄된 분말이 수용되고 분배될 수 있는 공간을 제공하는 분배홈(320)이 형성될 수 있다. 다만, 본 실시예에 따르면, 분배홈(320)은 타원형의 홈을 형성하고 있으나, 본 형상에 한정된 것은 아니며, 분말이 로브(330)에 의하여 수월하게 분배될 수 있도록 사각, 원형 등 다양한 형상으로 구비될 수 있다.

한편, 로브(330)는 분배홈(320) 내부에 설치되며 서로 맞물려 회전할 수 있도록 적어도 한 쌍으로 구비될 수 있다. 이때, 로브(330)는 적어도 세 개의 돌출부(333) 및 오목부(334)를 포함한다. 여기서, 돌출부(333)는 다른 로브의 오목부(334)와 맞물려 회전하고 맞물리지 않은 오목부(334)와 상기 분배홈(320)의 내측 공간에는 분말이 수용될 수 있는 수용공간(340)이 형성된다.

로브(330)는 기어의 톱니가 서로 맞물려 회전하듯이 서로 유기적으로 맞물려 회전 가능하도록 중심이 중심부 축과 연결되고, 중심부 축이 구동부(500)와 연결되어 지속적으로 회전할 수 있게 한다.

한편, 도 4 및 도 5를 참조하여 살펴보면, 우선적으로 회전 날개부(200)는 용기부(100)에서 넘어온 일부 뭉쳐지거나 덩어리져진 분말들이 미세 입자인 파우더 형태로 분배부(300)에 공급될 수 있도록 분쇄 또는 균일 공급, 분포시키는 작업을 수행한다.

이후, 분배홈(320)에는 균일 분포된 분말이 공급된다. 분배홈(320)에는 한 쌍의 로브(330)와 분배홈(320)의 가장자리에 의하여 수용공간(340)이 형성되며 수용공간(340)으로 분말이 이동할 수 있다. 그리고 로브(330)는 구동부(500)의 동작에 의해 회전을 시작한다.

회수부(400)에서 바라본 방향으로 좌측의 로브를 제 1로브(331), 우측의 로브를 제 2로브(332)로 명명하여 설명하면, 제 1로브(331)와 제 2로브(332)는 서로 맞물려 회전하되 제 1로브(331)는 반시계 방향으로 회전하고 제 2로브(332)는 시계 방향으로 회전한다. 제 1로브(331)가 반시계 방향으로 회전하면서 분말이 수용되어 있는 수용공간(340)이 일정하게 유지되며 이동하게 되고, 제 2로브(332) 역시 시계 방향으로 회전하며 분말이 수용되어 있는 수용공간(340)이 일정하게 유지되며 이동하게 된다.

이때, 제 1로브(331)와 제 2로브(332)가 회전하며 각 로브의 수용공간(340)이 합해지면서 분말 역시 합쳐지게 되고, 회수부(400)와 연결된 배출홀(360) 앞쪽으로 분말이 위치하게 될 수 있다. 이후 로브(330)의 회전이 연속적으로 이어지면서 수용공간(340)의 분말은 배출홀(360)을 통해 회수부(400)로 회수될 수 있다. 배출홀(360)은 하측으로 일정각도 경사지게 형성될 수 있으며, 경사가 없더라고 이어서 분배된 분말에 밀려 회수부(400)로 회수될 수 있다.

즉, 한 쌍의 로브(330)가 서로 맞물려 회전하면서 지속적으로 분말이 회수부(400)로 회수될 수 있으며, 로브(330)와 분배홈(320)의 가장자리 사이에 형성된 일정한 수용공간(340)에 의해 분말이 회수되는 양이 일정하게 유지될 수 있다.

다만, 본 실시예에 따르면 로브(330)는 두 개가 서로 인접하게 설치되는 것을 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며 세 개 이상의 로브가 서로 맞물려 회전하면서 분말이 수용된 공간을 이동시킬 수 있다. 또한 로브(330)의 돌출부(333) 및 오목부(334)의 형상도 분말의 입자 크기, 성질 및 비중에 따라 다양한 모양과 수로 변형될 수 있음은 당연하다.

다만, 로브(330)의 돌출부(333) 및 오목부(334)가 세 개로 120도 간격으로 배치되는 경우에 90도 또는 180도 등으로 배치되는 경우보다, 배출홀(360) 앞쪽으로 모이는 분말의 양이 일정하고, 분말의 양도 빠르게 배출될 수 있다. 예를 들어, 돌출부(333) 및 오목부(334)가 180도로 배치될 경우 로브(330)의 회전에 따라 수용공간(340)이 완전하게 분말이 수용되는 공간을 차단할 수 없어 회수되는 분말의 오차율을 높일 수 있다. 또한, 돌출부(333)와 오목부(334)가 90도 이하로 배치될 경우 수용공간(340)이 협소하여 분말 분배에 따른 로브(330)의 회전량이 지나치게 증가될 수 있다.

본 실시예에 따른 정량분배 공급장치(10)의 경우 크기와 형상에 따라 다양할 수 있으나 대략 130~170g/min의 분말양을 내보낼 수 있으며, 로브(330)의 회전수는 분당 1000~3000회 정도이다. 본 실험 조건하에 본 실시예에 따른 정량분배 공급장치(10)의 오차율을 실험한 결과, 3~5% 미만의 오차율로 분말이 적정량 회수될 수 있다.

다시 도 1 내지 도 4a를 참조하면, 회수부(400)는 분배부(300)의 하부에 배치되며 배출홀(360)을 통해 분배부(300)와 연결될 수 있다. 회수부(400)는 분말이 적정량 채워지면 교체할 수 있도록 구비되고, 회수부(400) 내부에 있는 센서에 의해 적정량 초과의 분말이 회수부(400) 내부로 들어오지 않도록 회수부(400) 내의 회수 용기의 교체에 맞추어 분배부(300)의 작동을 정지할 수 있다.

구동부(500)는 분배부(300) 하측에 배치되며, 회전축에 의하여 용기부(100), 회전 날개부(200) 및 분배부(300)와 연결될 수 있다. 구동부(500)는 용기부(100)의 교반날개(120)의 회전수와 속도를 조절할 수 있으며 회전 날개부(200)의 각각의 날개의 회전수와 속도를 조절할 수 있다. 또한 분배부(300)의 로브(330)와 연결되어 로브(330)의 회전수와 속도를 조절할 수 있다.

한편, 본 실시예서는 챔버(20) 내부에 정량분배 유닛(30)가 배치된 상태에서 정량분배가 수행되는 것을 설명하고 있으나, 도 6에 도시된 바와 같이, 용기부(100)의 도어 및 회수부(400)가 챔버(20) 외측으로 노출되도록 챔버(20)와 정량분배 유닛이 일체화될 수 있다. 여기서, 용기부(100)의 도어 및 회수부(400)와, 챔버(20)의 접촉부위에는 실링부재가 마련되어 챔버(20)의 기밀이 유지되도록 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 정량공급 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 7은 본 실시예에 따른 정량공급 방법을 나타낸 순서도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 정량 분배가 필요한 석탄, 안료, 왕겨 등의 분말이 용기부(100) 내부로 이송될 수 있다.

이후, 챔버(20) 내부의 압력이 조절되며 챔버(20) 내부에 공정환경이 조성된다(S10). 그리고 용기부(100) 내부로 이동한 분말이 서로 적절하게 교반될 수 있도록 교반날개(120)가 회전할 수 있고(S20), 용기부(100) 자체도 별로로 회전하며 분말의 교반을 도울 수 있다.

용기부(100)에 수용된 분말은 적절하게 교반된 이후에도 분말의 특성상 뭉치서나 엉겨붙는 현상이 지속적으로 일어날 수 있으므로, 적절량을 분배하기 위하여 회수되기 전까지 끊임없이 분말을 미립자로 유지시키는 기능이 필요하다. 특히, 안료나 왕겨 등의 경우 지속적으로 엉겨붙음을 방지할 필요가 있다.

이후, 용기부(100)에 배출된 분말들은 회전 날개부(200)를 거치면서 일정한 밀도로 유지될 수 있다(S30). 여기서, 회전 날개부(200)는 상, 하 위치관계에 따라 제 1회전 날개부(210) 및 제 2회전 날개부(220)로 구성되며, 덩어리된 분말이 회전 날개부(200)의 날개에 의하여 미립자 형태로 균일하게 분포되도록 할 수 있다. 이때, 제 1회전 날개부(210) 및 제 2회전 날개부(220)는 서로 엇갈리게 배치되어 하강하는 분말이 더 잘 균일화된 밀도를 유지할 수 있도록 한다.

그리고 균일화된 밀도의 분말은 분배부(300)로 공급되면서(S40), 일정량씩 분배되는 작업이 이루어진다. 즉 분배부(300)는 상측 끝단에 배치된 공급홀(350)을 통해 회전 날개부(200)에서 분쇄된 분말이 공급되며 하측 끝단의 배출홀(360)을 통해 분배부(300) 내부에서 분배된 분말을 내보내며 이후 분배된 분말이 회수부(400)로 회수되도록 한다.

구체적으로, 분배부(300) 내부에는 단턱의 분배홈(320)이 형성되고 그 분배홈(320) 내부에는 로브(330)가 배치될 수 있다. 이에, 공급홀(350)를 통해 분말이 공급되면, 분말은 제 1로브(331) 및 제 2로브(332)의 오목부(334)와 분배홈(320)의 가장자리 사이에 수용된다. 이후 제 1로브(331)와 제 2로브(332)가 상이한 방향으로 회전하며(S50), 일정량의 분말이 배출홀(360) 측으로 이동되도록 할 수 있다. 이러한 제 1로브(331)와 제 2로브(332)의 반복 회전에 따라 분말은 배출홀(360)을 통해 회수부(400)로 공급된다(S60).

이후, 챔버(20)의 압력 상태를 조절하여 대기압 상태로 변화시킨 후 회수부(400)로부터 분말을 반출할 수 있다.

이와 같이, 정량분배 공급장치 및 공급방법은 분말을 정량으로 빠른 시간에 포집할 수 있어 분말을 정량으로 공급하는 데 소요되는 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (12)

1. 외부로부터 차단된 공정영역을 형성하며, 내부에 기설정된 압력이 설정되는 챔버;
   상기 챔버 내부에 배치되며, 외부로부터 공급된 분말을 교반하는 용기부;
   상기 챔버 내부에서 상기 용기부 하부에 배치되며, 상기 용기부에서 이송된 분말이 회전하는 날개에 의해 균일하게 분배되고 일정한 밀도로 유지된 파우더 형태로 공급될 수 있도록 하는 회전 날개부;
   상기 챔버 내부에서 상기 회전 날개부 하부에 배치되어, 분말이 수용되는 수용공간을 형성하며 상기 회전 날개부에 의해 밀도가 균일화된 분말이 일정하게 분배되도록 상기 수용공간을 시계 또는 반시계 방향으로 이동시키는 분배부; 및
   상기 분배부에 의하여 정량으로 분배된 분말을 회수하는 회수부를 포함하는 정량분배 공급장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 챔버에 연결되어 상기 챔버 내부가 배기되도록 하는 펌프; 및
   상기 펌프의 동작을 제어하여 상기 챔버 내부 압력을 변화시키는 압력 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정량분배 공급장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 압력 제어부는 상기 챔버 내부의 압력을 범위 내에서 변화시키는 것을 특징으로 하는 정량분배 공급장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 분배부는 상기 분배부 내부에서 서로 맞물려 회전하는 한 쌍의 로브를 포함하며,
   상기 한 쌍의 로브는 서로 맞물려 회전하면서 상기 수용공간에 수용된 상기 적정량의 분말을 상기 분배부 내측에서 외측으로 이송시키는 것을 특징으로 하는 정량분배 공급장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 한 쌍의 로브는 각각 회전 방향을 달리 하면서 회전하는 것을 특징으로 하는 정량분배 공급장치.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 한 쌍의 로브는 적어도 세 개의 돌출부 및 오목부를 각각 포함하며, 상기 한 로브의 돌출부가 다른 로브의 오목부와 맞물려 회전하고, 맞물리지 않은 오목부와 상기 분배부 내벽 사이에 상기 수용공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 정량분배 공급장치.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 분배부는
   상기 분배부의 하측 끝단에 형성되어 상기 로브의 회전에 의해서 이송된 적정량의 분말이 상기 회수부로 배출되도록 하는 배출홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 정량분배 공급장치.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 분배부는
   상기 분배부의 내부에 형성되는 분배홈을 더 포함하고, 상기 분배홈 내부에는 상기 로브가 배치되어 회전하는 것을 특징으로 하는 적량분배 공급장치.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 회전 날개부는
   상기 용기부에서 배출된 분말의 입자를 균일하게 분포시키고 일정한 밀도로 유지하는 적어도 하나의 날개를 가진 제 1회전 날개부와, 상기 제 1회전 날개부의 하부에 배치되고 상기 제 1회전 날개부의 상기 날개와 상, 하로 엇갈리게 배치되는 적어도 하나의 날개를 가진 제 2회전 날개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량분배 공급장치.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 용기부 하부에 배치되며, 상기 용기부로 공급된 분말을 교반하는 교반날개 또는 상기 회전날개부의 날개가 회전하도록 동력을 전달하는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정량분배 공급장치.
    
11. 외부와 차단된 공정영역을 형성하는 챔버 내부를 배기하여 상기 챔버 내부에 기설정된 압력이 설정되도록 하는 단계;
    상기 공정영역에 배치된 용기부로 분말을 공급하여 교반하는 단계;
    상기 용기부와 연결된 분배부로 균일화된 분말 입자를 이송하는 단계;
    상기 분배부로 이송된 분말이 균일하게 분배되도록, 분말이 수용된 수용공간을 시계 또는 반시계 방향으로 이동하는 단계; 및
    상기 수용공간에 수용된 분말이 회수부로 이송되어 회수되는 단계를 포함하는 정량분배 공급방법.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 압력이 설정되도록 하는 단계는
    상기 챔버 내부의 압력을 2ba~12ba 범위 내에서 변화시키는 것을 특징으로 하는 정량분배 공급방법.
    
    
    
    
    
    
    

Images