KR20230053409A - 에어 토출 구조체 - Google Patents

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KR20230053409A
KR20230053409A KR1020210136878A KR20210136878A KR20230053409A KR 20230053409 A KR20230053409 A KR 20230053409A KR 1020210136878 A KR1020210136878 A KR 1020210136878A KR 20210136878 A KR20210136878 A KR 20210136878A KR 20230053409 A KR20230053409 A KR 20230053409A
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air supply
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KR1020210136878A
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송녹정
송화순
정인배
김현수
이희수
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율촌화학 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 에어 토출 구조체는, 빈 공간을 둘러싸는 유사 직육면체 형상으로 이루어져 제1 면에 반복적인 수용홈을 가지며, 제1 면과 마주하는 제2 면에서 중앙 영역으로부터 양 가장자리를 향해 제1 면에 점진적으로 가깝게 경사지고, 제1 면과 제2 면을 이어주는 제3 면에서 에어 공급관과 결합하고, 제2 면의 중앙 영역에 에어 분배부를 가지는 에어 공급 덕트; 및 에어 공급 덕트에서 제1 면의 수용홈에 유사 직육면체 형상으로 위치되어 에어 공급 덕트의 길이 방향과 직각을 이루면서, 제1 면에서 수용홈에 끼워지는 에어 분사부를 가지고, 제1 면을 기준으로 하여 에어 분사부의 상부측에서 에어 분사부의 중앙 영역에 삽입되는 에어 배기부를 가지는 에어 분사 노즐; 을 포함한다.

Description

에어 토출 구조체{AIR JETTING STRUCTURE}
본 발명은, 이차전지의 셀 파우치(cell pouch)의 제조를 위해, 코팅 장비 내 언와인드 롤(unwind roll)과 리와인드 롤(rewind roll) 사이의 에어 플로팅 챔버에서 금속 원단의 양면 상에 위치되는 코팅액의 건조시, 에어 플로팅 챔버에 클린 공기를 주입하는 에어 토출 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 리튬이차전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 전지 중에서도 높은 에너지 밀도를 가지며 충전과 방전을 반복해도 용량감소 없고 높은 작동전압으로 사용기기의 소형화와 경량화를 꾀할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, 상기 리튬이차전지는 열적 안정성도 높아 이동통신의 IT기기에서부터 전기자동차의 동력을 담당하는 핵심부품으로 사용될 뿐만 아니라 현대인의 일상생활에 사용되는 이동식 전자기기들의 동력원으로 사용되고 있다.
여기서, 상기 리튬이차전지는 양극(anode), 음극(cathode), 전해질(electrolyte), 분리막(separator) 및 이를 포장하는 외장체로 이루어진다. 상기 외장체는 프레스 가공하여 형성되는 원통 형상 또는 직방체 형상보다 형상의 자유도를 갖는 셀 파우치(cell pouch)로 많이 사용되고 있다. 상기 셀 파우치는 폴리올레핀(polyolefin) 필름과 알루미늄(aluminum) 필름과 나일론(nylon) 필름으로 이루어진다. 상기 폴리올레핀 필름과 나일론 필름은 알루미늄 필름의 양면에 접착된다.
상기 알루미늄 필름의 양면에 폴리올레핀 필름과 나일론 필름의 접착력을 향상시키기 위해, 상기 알루미늄 필름의 양면은, 코팅 장치에서, 언와인드 롤(unwind roll)과 리와인드 롤(rewind roll) 사이에서 표면처리제에 의해 코팅되고, 언와인드 롤과 리와인드 롤 사이의 에어 플로팅 챔버에서 알루미늄 필름의 양면 상에 위치되는 코팅액을 건조시킨다.
상기 에어 플로팅 챔버에서 알루미늄 필름의 양면 상에 위치되는 코팅액을 건조시키는 동안, 상기 에어 플로팅 챔버는 알루미늄 필름의 일면에 복수의 가이드 롤을 접촉시키면서 알루미늄 필름의 타면에 노즐로부터 분사되는 공기를 접촉시킨다. 이 때에, 상기 알루미늄 필름의 일면은 복수의 가이드 롤과 부딪치면서 복수의 스크래치와 복수의 찍힘 자국을 갖는다. 상기 복수의 스크래치와 복수의 찍힘 자국은 셀 파우치의 생선력을 저하시킨다.
이와 유사하게, 상기 에어 플로팅 챔버에서 알루미늄 필름의 양면 상에 위치되는 코팅액을 건조시키는 동안, 상기 에어 플로팅 챔버는 알루미늄 필름의 양면에서 소정 영역들에 노즐로부터 분사되는 공기를 접촉시킨다. 이 때에, 상기 노즐은 알루미늄 필름의 양면 주변에서 공기 흐름을 일정하게 유지시키지 못해 알루미늄 필름에 굴곡을 심하게 발생시켜 알루미늄 필름과 노즐의 접촉을 유발시키면서 알루미늄 필름의 양면에 복수의 스크래치와 복수의 찍힘 자국을 가지게 한다.
한편, 상기 노즐은 일본공개특허공보 제2010-269889호에서 "에어 플로트 장치"에 종래기술로써 유사하게 개시되고 있다.
일본공개특허공보 제2010-269889호
본 발명은, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 코팅 장비 내 언와인드 롤(unwind roll)과 리와인드 롤(rewind roll) 사이에서 알루마늄 필름의 양면에 코팅후, 와인드 롤과 리와인드 롤 사이에서 에어 플로팅 챔버의 양 측부로부터 공급되는 클린 공기를 알루마늄 필름의 양면에 일정하게 공급하여 알루미늄 필름(이후로, '금속 원단' 으로 지칭)의 굴곡을 최소화시키는데 적합한, 에어 토출 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 에어 토출 구조체는, 이차전지의 셀 파우치(cell pouch)의 제조를 위해, 코팅 장비 내 언와인드 롤(unwind roll)과 리와인드 롤(rewind roll) 사이의 에어 플로팅 챔버에서 금속 원단의 양면 상에 위치되는 코팅액의 건조시, 상기 에어 플로팅 챔버에 클린 공기를 주입하도록, 빈 공간을 둘러싸는 유사 직육면체 형상으로 이루어져 제1 면에 반복적인 수용홈을 가지며, 상기 제1 면과 마주하는 제2 면에서 중앙 영역으로부터 양 가장자리를 향해 상기 제1 면에 점진적으로 가깝게 경사지고, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 이어주는 제3 면에서 에어 공급관과 결합하고, 상기 제2 면의 상기 중앙 영역에 에어 분배부를 가지는 에어 공급 덕트; 및 상기 에어 공급 덕트에서 상기 제1 면의 상기 수용홈에 유사 직육면체 형상으로 위치되어 상기 에어 공급 덕트의 길이 방향과 직각을 이루면서, 상기 제1 면에서 상기 수용홈에 끼워지는 에어 분사부를 가지고, 상기 제1 면을 기준으로 하여 상기 에어 분사부의 상부측에서 상기 에어 분사부의 중앙 영역에 삽입되는 에어 배기부를 가지는 에어 분사 노즐; 을 포함하고, 상기 에어 공급관과 상기 에어 공급 덕트는, 상기 에어 플로팅 챔버의 양 측부에서 상기 에어 플로팅 챔버의 외부에 위치되어 서로 연통하고, 상기 에어 분사 노즐은, 상기 에어 공급 덕트와 연통하면서 상기 에어 플로팅 챔버에 삽입되어 상기 금속 원단과 마주하는 것을 특징으로 한다.
상기 에어 공급 덕트는, 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에서 상기 에어 공급 덕트의 일측 가장자리로부터 타측 가장자리를 향해 순차적으로 배열되는 제1 에어 저장 영역과 제2 에어 저장 영역과 제3 에어 저장 영역을 가지고, 상기 에어 공급 덕트에서 상기 제1 에어 저장 영역과 상기 제3 에어 저장 영역은, 상기 제2 에어 저장 영역으로부터 상기 에어 공급 덕트의 상기 일측 가장자리 및 상기 타측 가장자리를 향해 테이퍼질 수 있다.
상기 제1 면은, 상기 에어 공급 덕트의 상기 길이 방향과 직각을 이루는 상기 수용홈을 가지고, 제1 또는 제2 또는 제3 에어 저장 영역은, 상기 제1 면에서 상기 수용홈의 바닥 아래에 에어 필터를 가지며, 상기 제1 면에서 상기 수용홈의 바닥은, 상기 에어 필터를 외부에 노출시키는 복수의 관통홀을 가지고, 상기 에어 필터는, 상기 에어 공급관으로부터 외부 공기를 공급받아 상기 외부 공기를 상기 클린 공기로 정화하여 상기 복수의 관통홀을 통해 상기 에어 분사부에 상기 클린 공기를 전달할 수 있다.
상기 제1 면에서 상기 수용홈은, 상기 수용홈의 바닥에서 복수의 관통홀을 가지고, 상기 제3 면은, 상기 에어 공급 덕트에 상기 에어 공급관을 도입시키는 유도홀을 가지고, 상기 제1 면의 상기 수용홈은, 상기 제1 면의 복수의 관통홀을 통해 상기 제3 면의 상기 유도홀과 연통할 수 있다.
상기 제3 면은, 상기 에어 공급 덕트에 상기 에어 공급관을 도입시키는 유도홀을 가지고, 상기 에어 분배부는, 상기 제3 면의 상기 유도홀에서 볼 때, 상기 에어 공급 덕트에서 상기 제2 에어 저장 영역에 위치하여 상기 제2 면에 고정되고, 상기 유도홀의 중심을 기준으로 하여 상기 에어 공급 덕트의 상기 일측 가장자리를 향해 기울어져 서로를 둘러싸고 상기 에어 공급 덕트의 상기 타측 가장자리를 향해 기울어져 서로를 둘러싸는 복수의 에어 흐름 유도 날개를 가지고, 상기 복수의 에어 흐름 유도 날개 사이에 상기 외부 공기를 분배시킬 수 있다.
상기 제1 면에서 상기 수용홈이, 상기 수용홈의 바닥에서 복수의 관통홀을 가지는 때, 상기 에어 분사부는, 상기 에어 분사부의 내부에서 상기 제1 면 가까이에 직사각 형상으로 이루어진 에어 정류 영역과 상기 제1 면으로부터 멀리에 띠 형상으로 이루어진 두 개의 에어 환승 영역을 가지고, 상기 에어 분사구의 외부에서 상기 에어 정류 영역을 노출시키면서 상기 제1 면의 개별 관통홀과 마주하는 개구홀을 가지고, 상기 에어 분사구의 상기 내부에서 상기 에어 정류 영역과 상기 두 개의 에어 환승 영역을 분리시키면서 상기 에어 정류 영역과 상기 두 개의 에어 환승 영역을 연통시키는 정류판을 가질 수 있다.
상기 두 개의 에어 환승 영역은, 상기 정류판을 기준으로 하여 상기 에어 정류 영역의 반대편에서 상기 에어 정류 영역의 길이 방향을 따라 상기 에어 정류 영역의 양 가장자리 주변에 위치되고, 상기 정류판은, 상기 두 개의 에어 환승 영역에서 개별 에어 환승 영역을 따라 복수의 연결홀을 가지고, 상기 정류판에서 상기 복수의 연결홀을 통해 상기 에어 정류 영역과 상기 개별 에어 환승 영역을 연통시킬 수 있다.
상기 에어 배기부는, 상기 에어 분사부에서 상기 두 개의 에어 환승 영역 사이에 삽입되는 속이 빈 사각 통으로 이루어지고, 상기 제1 면으로부터 가장 멀리에 위치되는 상기 에어 배기부의 일 면에 복수의 에어 배기홀을 가지고, 상기 에어 배기부의 양 측벽 중 개별 측벽과 마주하는 상기 에어 분사부와 함께 에어 분사 슬릿을 형성하고, 상기 두 개의 에어 환승 영역은, 상기 에어 배기부의 상기 개별 측벽을 따라 상기 에어 분사부의 틈새를 통해 상기 에어 배기부의 상기 개별 측벽에 노출되어 상기 에어 분사 슬릿과 연통하고, 상기 에어 배기부에서 개별 에어 배기홀은, Φ3 내지 Φ10 중 하나의 직경을 가질 수 있다.
상기 에어 분사부가. 상기 두 개의 에어 환승 영역 사이에 상기 에어 배기부를 안착시켜 상기 에어 분사부와 상기 에어 배기부 사이에 에어 분사 슬릿을 형성하면서, 상기 에어 분사 슬릿에 상기 두 개의 에어 환승 영역을 연통시키고, 상기 에어 배기부가, 속이 비고 양 측에서 개구된 사각통으로 이루어져 일 면에 복수의 에어 배기홀을 가지는 때, 상기 에어 분사구는, 상기 에어 정류 영역과 상기 정류판과 상기 두 개의 에어 환승 영역에 상기 클린 공기를 흐르게 하고, 상기 에어 분사구와 상기 에어 배기부는, 상기 에어 분사구의 상기 두 개의 에어 환승 영역, 그리고 상기 에어 분사구와 상기 에어 배기부 사이의 상기 에어 분사 슬릿에 상기 클린 공기를 흐르게 하고, 상기 에어 분사구와 상기 에어 배기부 사이의 상기 에어 분사 슬릿, 그리고 상기 에어 배기부의 개별 에어 배기홀, 그리고 에어 배기부의 상기 양 측에 상기 클린 공기를 흐르게 할 수 있다.
본 발명에 따른 에어 토출 구조체는,
코팅 장비 내 언와인드 롤(unwind roll)과 리와인드 롤(rewind roll) 사이의 에어 플로팅 챔버에서 금속 원단의 양면 상에 위치되는 코팅액의 건조시, 에어 플로팅 챔버의 양 측부에 위치되도록,
에어 공급 덕트, 그리고 에어 공급 덕트의 소정 영역들에서 에어 공급 덕트와 연통하는 에어 분사 노즐을 구비하면서, 에어 공급 덕트에 에어 분배부, 그리고 에어 분사 노즐에 에어 분사부와 에어 배기부를 가지고,
에어 분배부를 사용하여 에어 공급 덕트 내 외부 공기의 압력을 일정하게 유지하면서, 에어 분사부와 에어 배기부를 사용하여 에어 분사 노즐과 금속 원단 사이에서 클린 공기의 흐름 또는 압력을 일정하게 하므로,
에어 플로팅 챔버에서 금속 원단의 양면 상에 위치되는 코팅액을 건조시키는 동안, 에어 플로팅 챔버의 내부에서 금속 원단의 굴곡을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 코팅 장치를 보여주는 개략도이다.
도 2는 도 1의 코팅 방식에서 에어 플로팅 챔버와 에어 토출 구조체를 보여주는 개략도이다.
도 3은 도 2의 에어 토출 구조체에서 에어 공급 덕트와 에어 분사 노즐을 보여주는 이미지이다.
도 4는 도 3의 에어 공급 덕트를 상세하게 보여주는 이미지이다.
도 5는 도 4의 에어 공급 덕트에서 에어 분배부를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 3의 에어 분사 노즐을 일측 방향에서 상세하게 보여주는 이미지이다.
도 7은 도 3의 에어 분사 노즐을 타측 방향에서 상세하게 보여주는 이미지이다.
도 8은 도 7의 에어 분사 노즐에서 에어 분사부와 에어 배기부 사이의 에어 분사 슬릿으로부터 토출되는 클린 공기의 흐름을 보여주는 이미지이다.
도 9는 도 8의 에어 분사 노즐을 'D' 방향에서 볼 때 에어 분사 노즐의 내부와 외부에 클린 공기의 흐름을 보여주는 이미지이다.
도 10은 도 4의 에어 공급 덕트에서 외부 공기의 흐름을 시뮬레이션하여 보여주는 이미지이다.
도 11은 비교예 1의 에어 분사 노즐을 통해 금속 원단에 가해지는 클린 공기의 압력 분포에 대한 3차원 시뮬레이션 이미지이다.
도 12는 비교예 2의 에어 분사 노즐을 통해 금속 원단에 가해지는 클린 공기의 압력 분포에 대한 3차원 시뮬레이션 이미지이다.
도 13은 본 발명에 따른 실시예의 에어 분사 노즐을 통해 금속 원단에 가해지는 클린 공기의 압력 분포에 대한 3차원 시뮬레이션 이미지이다.
도 14는 도 11의 비교예 1 및 도 12의 비교예 2 및 도 13의 실시예의 에어 분사 노즐을 통해 금속 원단에 가해지는 클린 공기의 최대 압력 및 최소 압력 분포 값에 대한 비교표이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 제한적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 제한된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 코팅 장치를 보여주는 개략도이며, 도 2는 도 1의 코팅 방식에서 에어 플로팅 챔버와 에어 토출 구조체를 보여주는 개략도이고, 도 3은 도 2의 에어 토출 구조체에서 에어 공급 덕트와 에어 분사 노즐을 보여주는 이미지이다.
도 4는 도 3의 에어 공급 덕트를 상세하게 보여주는 이미지이며, 도 5는 도 4의 에어 공급 덕트에서 에어 분배부를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 3의 에어 분사 노즐을 일측 방향에서 상세하게 보여주는 이미지이다.
도 7은 도 3의 에어 분사 노즐을 타측 방향에서 상세하게 보여주는 이미지이며, 도 8은 도 7의 에어 분사 노즐에서 에어 분사부와 에어 배기부 사이의 에어 분사 슬릿으로부터 토출되는 클린 공기의 흐름을 보여주는 이미지이고, 도 9는 도 8의 에어 분사 노즐을 'D' 방향에서 볼 때 에어 분사 노즐의 내부와 외부에 클린 공기의 흐름을 보여주는 이미지이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 따른 따른 에어 토출 구조체(도 1의 190)는, 이차전지의 셀 파우치(cell pouch)의 제조를 위해, 코팅 장비(도 1의 220) 내 언와인드 롤(unwind roll; 도 1의 10)과 리와인드 롤(rewind roll; 도 1의 210) 사이의 에어 플로팅 챔버(도 1 또는 도 2의 200)에서 금속 원단(도 1의 5)의 양면 상에 위치되는 코팅액(도면에 미도시)의 건조시, 에어 플로팅 챔버(200)에 클린 공기(clean air; 도 9의 A3 내지 A6)를 주입하도록 구성된다.
개략적으로 살펴볼 때, 상기 에어 토출 구조체(190)는, 에어 공급 덕트(도 2 내지 도 4의 100)와 에어 분사 노즐(도 2 및 도 3 및 도 6 및 도 7의 180)을 포함한다. 상기 에어 공급 덕트(100)는, 도 2 내지 도 5를 고려하면, 빈 공간을 둘러싸는 유사 직육면체 형상으로 이루어져 제1 면에 반복적인 수용홈(70)을 가지며, 제1 면과 마주하는 제2 면에서 중앙 영역으로부터 양 가장자리를 향해 제1 면에 점진적으로 가깝게 경사지고, 제1 면과 제2 면을 이어주는 제3 면에서 에어 공급관(T)과 결합하고, 제2 면의 중앙 영역에 에어 분배부(34)를 갖는다.
상기 에어 분사 노즐(180)은, 도 6 내지 도 9를 고려하면, 에어 공급 덕트(100)에서 제1 면의 수용홈(70)에 유사 직육면체 형상으로 위치되어 에어 공급 덕트(100)의 길이 방향과 직각을 이루면서, 제1 면에서 수용홈(70)에 끼워지는 에어 분사부(140)를 가지고, 제1 면을 기준으로 하여 에어 분사부(140)의 상부측에서 에어 분사부(140)의 중앙 영역에 삽입되는 에어 배기부(160)를 갖는다.
상기 에어 공급관(T)과 에어 공급 덕트(100)는, 도 1 및 도 2를 고려해 볼 때, 에어 플로팅 챔버(200)의 양 측부에서 에어 플로팅 챔버(200)의 외부에 위치되어 서로 연통한다. 상기 에어 분사 노즐(180)은, 도 2와 같이, 에어 공급 덕트(100)와 연통하면서 에어 플로팅 챔버(200)에 삽입되어 금속 원단과 마주한다. 즉, 상기 에어 공급관(T)과 에어 공급 덕트(100)와 에어 분사 노즐(180)은 공기 흐름선(도 2의 F; 도 5에서 A1 & A2의 자취 그리고 도 9에서 A3 & A4 & A5 & A6의 자취를 모두 표시)을 따라 서로 연통한다.
좀 더 상세하게 살펴볼 때, 상기 에어 공급 덕트(100)는, 도 3 및 도 4를 고려하면, 제1 면과 제2 면 사이에서 에어 공급 덕트(100)의 일측 가장자리로부터 타측 가장자리를 향해 순차적으로 배열되는 제1 에어 저장 영역(20)과 제2 에어 저장 영역(40)과 제3 에어 저장 영역(50)을 갖는다. 상기 에어 공급 덕트(100)에서 제1 에어 저장 영역(20)과 제3 에어 저장 영역(50)은, 도 3 및 도 4를 고려하면, 제2 에어 저장 영역(40)으로부터 에어 공급 덕트(100)의 일측 가장자리 및 타측 가장자리를 향해 테이퍼진다.
상기 제1 면은, 도 3 및 도 4를 고려하면, 상기 에어 공급 덕트(100)의 길이 방향과 직각을 이루는 수용홈(70)을 갖는다. 제1 또는 제2 또는 제3 에어 저장 영역(20, 40, 50)은, 도 3 및 도 4를 고려하면, 제1 면에서 수용홈(70)의 바닥 아래에 에어 필터(80)를 갖는다. 상기 제1 면에서 수용홈(70)의 바닥은, 도 3 및 도 4를 고려하면, 에어 필터(80)를 외부에 노출시키는 복수의 관통홀(60)을 갖는다.
상기 에어 필터(80)는, 도 3 내지 도 5 및 도 8 및 도 9를 고려하면, 에어 공급관(T)으로부터 외부 공기(A1, A2)를 공급받아 외부 공기(A1, A2)를 클린 공기(A3)로 정화하여 복수의 관통홀(60)을 통해 에어 분사부(140)에 클린 공기(A4, A5)를 전달한다. 상기 제1 면에서 수용홈(70)은, 도 4와 같이, 수용홈(70)의 바닥에서 복수의 관통홀(60)을 갖는다. 상기 제3 면은, 도 4와 같이, 에어 공급 덕트(100)에 에어 공급관(T)을 도입시키는 유도홀(38)을 갖는다. 상기 제1 면의 수용홈(70)은, 도 4와 같이, 제1 면의 복수의 관통홀(60)을 통해 제3 면의 유도홀(38)과 연통한다.
상기 제3 면은, 도 4와 같이, 에어 공급 덕트(100)에 에어 공급관(T)을 도입시키는 유도홀(38)을 갖는다. 상기 에어 분배부(34)는, 도 4 및 도 5를 고려하면, 제3 면의 유도홀(38)에서 볼 때, 에어 공급 덕트(100)에서 제2 에어 저장 영역(40)에 위치하여 제2 면에 고정되고, 유도홀(38)의 중심을 기준으로 하여 에어 공급 덕트(100)의 일측 가장자리를 향해 기울어져 서로를 둘러싸고 에어 공급 덕트(100)의 타측 가장자리를 향해 기울어져 서로를 둘러싸는 복수의 에어 흐름 유도 날개를 가지고, 복수의 에어 흐름 유도 날개 사이에 외부 공기(A1)를 분배시킨다. 여기서, 상기 복수의 에어 흐름 유도 날개는, 도 5와 같이, 외부 공기(A1)를 여러 갈래의 외부 공기(A2)로 나눈다.
상기 외부 공기(A2)는, 제1 에어 저장 영역(20) 및 제3 에어 저장 영역(50)의 형상에 따라 제1 에어 저장 영역(20) 및 제3 에어 저장 영역(50)을 빠르게 채워 에어 공급 덕트의 내부에서 제1 에어 저장 영역(20) 및 제2 에어 저장 영역(40) 및 제3 에어 저장 영역(50)의 공기 압력을 일정하게 유지시킬 수 있다. 상기 제1 면에서 수용홈(70)이, 도 4와 같이, 수용홈(70)의 바닥에서 복수의 관통홀(60)을 가지는 때, 상기 에어 분사부(140)는, 도 6과 같이, 에어 분사부(140)의 내부에서 제1 면 가까이에 직사각 형상으로 이루어진 에어 정류 영역(R1)과 제1 면으로부터 멀리에 띠 형상으로 이루어진 두 개의 에어 환승 영역(R2, R3)을 가지고, 에어 분사구(140)의 외부에서 에어 정류 영역(R1)을 노출시키면서 제1 면의 개별 관통홀(60)과 마주하는 개구홀(135)을 가지고, 에어 분사구(140)의 내부에서 에어 정류 영역(R1)과 두 개의 에어 환승 영역(R2, R3)을 분리시키면서 에어 정류 영역(R1)과 두 개의 에어 환승 영역(R2, R3)을 연통시키는 정류판(120)을 갖는다.
상기 두 개의 에어 환승 영역(R2, R3)은, 도 6 내지 도 9를 고려하면, 정류판(120)을 기준으로 하여 에어 정류 영역(R1)의 반대편에서 에어 정류 영역(R1)의 길이 방향을 따라 에어 정류 영역(R1)의 양 가장자리 주변에 위치된다. 상기 정류판(120)은, 도 6 및 도 8 및 도 9를 고려해 볼 때, 두 개의 에어 환승 영역(R2, R3)에서 개별 에어 환승 영역(R2 또는 R3)을 따라 복수의 연결홀(115)을 가지고, 정류판(120)에서 복수의 연결홀(115)을 통해 에어 정류 영역(R1)과 개별 에어 환승 영역(R2 또는 R3)을 연통시킨다.
상기 에어 배기부(160)는, 도 6 내지 도 9를 고려하면, 상기 에어 분사부(140)에서 두 개의 에어 환승 영역(R2, R3) 사이에 삽입되는 속이 빈 사각 통으로 이루어지고, 제1 면으로부터 가장 멀리에 위치되는 에어 배기부(160)의 일 면에 복수의 에어 배기홀(155)을 가지고, 에어 배기부(160)의 양 측벽 중 개별 측벽과 마주하는 에어 분사부(140)와 함께 에어 분사 슬릿(175)을 형성한다. 상기 두 개의 에어 환승 영역(R2, R3)은, 도 6 내지 도 9를 고려하면, 에어 배기부(160)의 개별 측벽을 따라 에어 분사부(140)의 틈새를 통해 에어 배기부(160)의 개별 측벽에 노출되어 에어 분사 슬릿(175)과 연통한다. 상기 에어 배기부(160)에서 개별 에어 배기홀(155)은, Φ3 내지 Φ10 중 하나의 직경을 갖는다.
여기서, 상기 에어 배기부(160)의 개별 에어 배기홀(155)의 직경이, Φ3 내지 Φ10 의 범위보더 더 작거나 큰 때, 상기 에어 분사부(140)와 에어 배기부(160)는, 도 2 및 도 8 및 도 9를 고려하면, 금속 원단(5)과 마주하는 공간에서 균일한 공기 압력을 구현하지 못한다.
한편, 상기 에어 분사부(140)가, 도 7 내지 도 9와 같이, 두 개의 에어 환승 영역(R2, R3) 사이에 에어 배기부(160)를 안착시켜 에어 분사부(140)와 에어 배기부(160) 사이에 에어 분사 슬릿(175)을 형성하면서, 에어 분사 슬릿(175)에 두 개의 에어 환승 영역(R2, R3)을 연통시키고, 상기 에어 배기부(160)가, 도 6 내지 도 9와 같이, 속이 비고 양 측에서 개구된 사각통으로 이루어져 일 면에 복수의 에어 배기홀(155)을 가지는 때, 상기 에어 분사구(140)는, 도 8 및 도 9를 고려하면, 에어 정류 영역(R1)과 정류판(120)과 두 개의 에어 환승 영역(R2, R3)에 클린 공기(A3)를 흐르게 하고, 상기 에어 분사구(140)와 에어 배기부(160)는, 도 8 및 도 9를 고려하면, 에어 분사구(140)의 두 개의 에어 환승 영역(R2, R3), 그리고 에어 분사구(140)와 에어 배기부(160) 사이의 에어 분사 슬릿(175)에 클린 공기(A3 또는 A4)를 흐르게 하고, 에어 분사구(140)와 에어 배기부(160) 사이의 에어 분사 슬릿(175), 그리고 에어 배기부(160)의 개별 에어 배기홀(155), 그리고 에어 배기부(160)의 양 측에 클린 공기(A4, A5, A6))를 흐르게 한다.
도 10은 도 4의 에어 공급 덕트에서 외부 공기의 흐름을 시뮬레이션하여 보여주는 이미지이고, 도 11은 비교예 1의 에어 분사 노즐을 통해 금속 원단에 가해지는 클린 공기의 압력 분포에 대한 3차원 시뮬레이션 이미지이다.
도 12는 비교예 2의 에어 분사 노즐을 통해 금속 원단에 가해지는 클린 공기의 압력 분포에 대한 3차원 시뮬레이션 이미지이고, 도 13은 본 발명에 따른 실시예의 에어 분사 노즐을 통해 금속 원단에 가해지는 클린 공기의 압력 분포에 대한 3차원 시뮬레이션 이미지이다.
또한, 도 14는 도 11의 비교예 1 및 도 12의 비교예 2 및 도 13의 실시예의 에어 분사 노즐을 통해 금속 원단에 가해지는 클린 공기의 최대 압력 및 최소 압력 분포 값에 대한 비교표이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 에어 공급 덕트(100)는, 에어 분배부(34)를 통해 외부 공기(A1)을 분배하여 여러 갈래의 외부 공기(A2)를 형성한다. 상기 외부 공기(A2)는, 에어 공급 덕트(100)의 일측 가장자리 영역을 향해 그리고 타측 가장자리를 향해 균일한 흐름을 갖는다. 따라서, 상기 외부 공기(A2)는, 에어 공급 덕트(100)에서 제1 내지 제3 에어 저장 영역(20, 40, 50)에서 일정한 공기 압력을 형성할 수 있다.
도 11 내지 도 14를 참조하면, 도 11에서 비교예 1의 에어 분사 노즐(180A)은, 도 7의 에어 분사 노즐(180)을 바탕으로 하여 도 7의 에어 배기부(160)로부터 복수의 에어 배기홀(155)을 없앤 것이다. 이 때에, 상기 에어 배기부의 상부측은, 도 11의 3차원 시뮬레이셔 이미지와 도 14의 비교표에서, 에어 분사부(140)와 에어 배기부 사이의 에어 분사 슬릿 대비 상대적으로 높은 압력 또는 압력 분포를 보인다. 왜냐하면, 상기 에어 배기부의 상부측은 에어 분사부(140)와 에어 배기부 사이의 에어 분사 슬릿보다 클린 공기를 더 많이 잔류시키기 때문이다. 따라서, 상기 에어 배기부의 상부측은, 에어 분사부(140)와 에어 배기부 사이의 에어 분사 슬릿보다 금속 원단(5)을 더 굴곡시킨다.
도 12에서 비교예 2의 에어 분사 노즐(180B)은, 도 7의 에어 분사 노즐(180)을 바탕으로 하여 도 7의 에어 배기부(160)에서 복수의 에어 배기홀(155) 대신에 하나의 에어 슬릿을 사용한 것이다. 이 때에, 상기 에어 배기부의 상부측은, 도 12의 3차원 시뮬레이셔 이미지와 도 14의 비교표에서, 에어 분사부(140)와 에어 배기부 사이의 에어 분사 슬릿 대비 상대적으로 낮은 압력 또는 압력 분포를 보인다. 왜냐하면, 상기 에어 배기부의 상부측은 에어 분사부(140)와 에어 배기부 사이의 에어 분사 슬릿보다 클린 공기를 더 많이 배출시키기 때문이다. 따라서, 상기 에어 분사부(140)와 에어 배기부 사이의 에어 분사 슬릿은, 에어 배기부의 상부측보다 금속 원단(5)을 더 굴곡시킨다.
도 13의 실시예의 에어 분사 노즐(180)에서, 상기 에어 배기부(160)의 상부측은, 도 13의 3차원 시뮬레이셔 이미지와 도 14의 비교표를 고려하면, 에어 분사부(140)와 에어 배기부(160) 사이의 에어 분사 슬릿과 유사한 또는 동일한 압력을 보인다. 도 13의 실시예를 도 12의 비교예 2와 대조해 볼 때, 상기 에어 분사 노즐(180)은, 에어 분사 노즐(180B)보다 최저 압력 분포를 더 높게 갖는다.
34; 에어 분배부, 100; 에어 공급 덕트
180; 에어 분사 노즐, 190; 에어 토출 구조체
A1; 외부 공가, A4; 클린 공기
T; 에어 공급관

Claims (9)

  1. 이차전지의 셀 파우치(cell pouch)의 제조를 위해, 코팅 장비 내 언와인드 롤(unwind roll)과 리와인드 롤(rewind roll) 사이의 에어 플로팅 챔버에서 금속 원단의 양면 상에 위치되는 코팅액의 건조시, 상기 에어 플로팅 챔버에 클린 공기를 주입하는 에어 토출 구조체에 있어서,
    빈 공간을 둘러싸는 유사 직육면체 형상으로 이루어져 제1 면에 반복적인 수용홈을 가지며, 상기 제1 면과 마주하는 제2 면에서 중앙 영역으로부터 양 가장자리를 향해 상기 제1 면에 점진적으로 가깝게 경사지고, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 이어주는 제3 면에서 에어 공급관과 결합하고, 상기 제2 면의 상기 중앙 영역에 에어 분배부를 가지는 에어 공급 덕트; 및
    상기 에어 공급 덕트에서 상기 제1 면의 상기 수용홈에 유사 직육면체 형상으로 위치되어 상기 에어 공급 덕트의 길이 방향과 직각을 이루면서, 상기 제1 면에서 상기 수용홈에 끼워지는 에어 분사부를 가지고, 상기 제1 면을 기준으로 하여 상기 에어 분사부의 상부측에서 상기 에어 분사부의 중앙 영역에 삽입되는 에어 배기부를 가지는 에어 분사 노즐; 을 포함하고,
    상기 에어 공급관과 상기 에어 공급 덕트는,
    상기 에어 플로팅 챔버의 양 측부에서 상기 에어 플로팅 챔버의 외부에 위치되어 서로 연통하고,
    상기 에어 분사 노즐은,
    상기 에어 공급 덕트와 연통하면서 상기 에어 플로팅 챔버에 삽입되어 상기 금속 원단과 마주하는, 에어 토출 구조체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 에어 공급 덕트는,
    상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에서 상기 에어 공급 덕트의 일측 가장자리로부터 타측 가장자리를 향해 순차적으로 배열되는 제1 에어 저장 영역과 제2 에어 저장 영역과 제3 에어 저장 영역을 가지고,
    상기 에어 공급 덕트에서 상기 제1 에어 저장 영역과 상기 제3 에어 저장 영역은,
    상기 제2 에어 저장 영역으로부터 상기 에어 공급 덕트의 상기 일측 가장자리 및 상기 타측 가장자리를 향해 테이퍼지는, 에어 토출 구조체.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 면은,
    상기 에어 공급 덕트의 상기 길이 방향과 직각을 이루는 상기 수용홈을 가지고,
    제1 또는 제2 또는 제3 에어 저장 영역은,
    상기 제1 면에서 상기 수용홈의 바닥 아래에 에어 필터를 가지며,
    상기 제1 면에서 상기 수용홈의 바닥은,
    상기 에어 필터를 외부에 노출시키는 복수의 관통홀을 가지고,
    상기 에어 필터는,
    상기 에어 공급관으로부터 외부 공기를 공급받아 상기 외부 공기를 상기 클린 공기로 정화하여 상기 복수의 관통홀을 통해 상기 에어 분사부에 상기 클린 공기를 전달하는, 에어 토출 구조체.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 면에서 상기 수용홈은,
    상기 수용홈의 바닥에서 복수의 관통홀을 가지고,
    상기 제3 면은,
    상기 에어 공급 덕트에 상기 에어 공급관을 도입시키는 유도홀을 가지고,
    상기 제1 면의 상기 수용홈은,
    상기 제1 면의 복수의 관통홀을 통해 상기 제3 면의 상기 유도홀과 연통하는, 에어 토출 구조체.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제3 면은,
    상기 에어 공급 덕트에 상기 에어 공급관을 도입시키는 유도홀을 가지고,
    상기 에어 분배부는,
    상기 제3 면의 상기 유도홀에서 볼 때,
    상기 에어 공급 덕트에서 상기 제2 에어 저장 영역에 위치하여 상기 제2 면에 고정되고,
    상기 유도홀의 중심을 기준으로 하여 상기 에어 공급 덕트의 상기 일측 가장자리를 향해 기울어져 서로를 둘러싸고 상기 에어 공급 덕트의 상기 타측 가장자리를 향해 기울어져 서로를 둘러싸는 복수의 에어 흐름 유도 날개를 가지고,
    상기 복수의 에어 흐름 유도 날개 사이에 상기 외부 공기를 분배시키는, 에어 토출 구조체.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 면에서 상기 수용홈이,
    상기 수용홈의 바닥에서 복수의 관통홀을 가지는 때,
    상기 에어 분사부는,
    상기 에어 분사부의 내부에서 상기 제1 면 가까이에 직사각 형상으로 이루어진 에어 정류 영역과 상기 제1 면으로부터 멀리에 띠 형상으로 이루어진 두 개의 에어 환승 영역을 가지고,
    상기 에어 분사구의 외부에서 상기 에어 정류 영역을 노출시키면서 상기 제1 면의 개별 관통홀과 마주하는 개구홀을 가지고,
    상기 에어 분사구의 상기 내부에서 상기 에어 정류 영역과 상기 두 개의 에어 환승 영역을 분리시키면서 상기 에어 정류 영역과 상기 두 개의 에어 환승 영역을 연통시키는 정류판을 가지는, 에어 토출 구조체.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 두 개의 에어 환승 영역은,
    상기 정류판을 기준으로 하여 상기 에어 정류 영역의 반대편에서 상기 에어 정류 영역의 길이 방향을 따라 상기 에어 정류 영역의 양 가장자리 주변에 위치되고,
    상기 정류판은,
    상기 두 개의 에어 환승 영역에서 개별 에어 환승 영역을 따라 복수의 연결홀을 가지고,
    상기 정류판에서 상기 복수의 연결홀을 통해 상기 에어 정류 영역과 상기 개별 에어 환승 영역을 연통시키는, 에어 토출 구조체.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 에어 배기부는,
    상기 에어 분사부에서 상기 두 개의 에어 환승 영역 사이에 삽입되는 속이 빈 사각 통으로 이루어지고,
    상기 제1 면으로부터 가장 멀리에 위치되는 상기 에어 배기부의 일 면에 복수의 에어 배기홀을 가지고,
    상기 에어 배기부의 양 측벽 중 개별 측벽과 마주하는 상기 에어 분사부와 함께 에어 분사 슬릿을 형성하고,
    상기 두 개의 에어 환승 영역은,
    상기 에어 배기부의 상기 개별 측벽을 따라 상기 에어 분사부의 틈새를 통해 상기 에어 배기부의 상기 개별 측벽에 노출되어 상기 에어 분사 슬릿과 연통하고,
    상기 에어 배기부에서 개별 에어 배기홀은,
    Φ3 내지 Φ10 중 하나의 직경을 가지는, 에어 토출 구조체.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 에어 분사부가.
    상기 두 개의 에어 환승 영역 사이에 상기 에어 배기부를 안착시켜 상기 에어 분사부와 상기 에어 배기부 사이에 에어 분사 슬릿을 형성하면서,
    상기 에어 분사 슬릿에 상기 두 개의 에어 환승 영역을 연통시키고,
    상기 에어 배기부가,
    속이 비고 양 측에서 개구된 사각통으로 이루어져 일 면에 복수의 에어 배기홀을 가지는 때,
    상기 에어 분사구는,
    상기 에어 정류 영역과 상기 정류판과 상기 두 개의 에어 환승 영역에 상기 클린 공기를 흐르게 하고,
    상기 에어 분사구와 상기 에어 배기부는,
    상기 에어 분사구의 상기 두 개의 에어 환승 영역, 그리고 상기 에어 분사구와 상기 에어 배기부 사이의 상기 에어 분사 슬릿에 상기 클린 공기를 흐르게 하고,
    상기 에어 분사구와 상기 에어 배기부 사이의 상기 에어 분사 슬릿, 그리고 상기 에어 배기부의 개별 에어 배기홀, 그리고 에어 배기부의 상기 양 측에 상기 클린 공기를 흐르게 하는, 에어 토출 구조체.

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