KR20240031471A

KR20240031471A - 원심 분무장치

Info

Publication number: KR20240031471A
Application number: KR1020220108484A
Authority: KR
Inventors: 조영기; 조유석; 명제삼; 박정길
Original assignee: (주)선영시스텍
Priority date: 2022-08-29
Filing date: 2022-08-29
Publication date: 2024-03-08

Abstract

본 발명은 모재를 회전시킬 때 플라즈마에 의하여 모재를 용융시킴에 따라 효율적으로 작은 입도 100μm이하의 구형 금속 분말을 제작할 수 있는 원심 분무장치에 대한 것이며, 구체적으로 금속을 회전시켜 구형 금속분말을 생산하는 원심 분무장치에 있어서, 금속으로 형성되는 모재가 선형으로 공급되는 금속공급기와 금속공급기에 형성되며, 모재를 회전시키는 회전장치와 회전장치에 의하여 회전하는 모재의 일단부로 가스를 분사하는 가스공급장치와 가스공급장치와 모재를 수용하며, 플라즈마에 의하여 분쇄되는 모재의 금속분말을 포집하는 포집챔버를 구비한다.

Description

원심 분무장치{Centrifugal Spraying Apparatus}

본 발명은 모재를 회전시킬 때 플라즈마에 의하여 모재를 용융시킴에 따라 효율적으로 작은 입도 100μm이하의 구형 금속 분말을 제작할 수 있는 원심 분무장치에 대한 것이다.

특허문헌 001은 분말화된 용융금속 액적을 냉각하는 챔버의 내부에 고정수단에 의해 고정되어 냉각수를 분사하는 분사노즐로서, 상기 고정수단에 연결되는 기저부와, 상기 챔버의 내부를 향하여 제1방향으로 돌출되는 선단부, 및 상기 기저부 및 상기 선단부의 내부를 관통하여 형성되며 상기 냉각수가 상기 제1방향으로 흐르는 중공인 유로를 포함하는 분사노즐 홀더; 및 상기 선단부에 결합되는 체결부와, 상기 선단부로부터 상기 냉각수를 공급받아 상기 챔버의 내부로 분사하는 노즐홀이 형성된 분사부를 포함하는 분사노즐팁;을 포함하며, 상기 분사노즐팁은 상기 제1방향보다 낮은 제2방향으로 상기 냉각수를 분사하는 분사노즐이고, 상기 유로는 상기 기저부에서 상기 제1방향으로 형성되고, 상기 선단부에서 상기 제1방향보다 낮은 방향으로 형성되는 것이 좋으며, 상기 분사노즐팁은 상기 노즐홀에서 분사되는 냉각수 줄기가 퍼지는 각도인 분사커버리지각을 일정 범위 내로 유도하는 가이드부재를 포함 하는 기술을 제시하고 있다.

특허문헌 002는 아토마이저 결합형 분말 처리 장치는, 불활성 분위기 또는 진공 분위기가 형성될 수 있는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 내로 분말들을 공급하도록 상기 공정 챔버에 결합된 아토마이저 장치와, 상기 아토마이저 장치로부터 공급된 분말 상에 인시츄로 박막을 형성하기 위한 공정 가스를 공급하도록 상기 공정 챔버에 연결된 가스 공급부를 구비하고, 상기 아토마이저 결합형 분말 처리 장치에 따르면, 상기 분말들이 적층되며 배기 가스가 통과될 수 있도록 상기 공정 챔버의 하부에 형성된 제 1 배기 포트 상에 설치된 메시 부재를 포함하는 기술을 제시하고 있다.

특허문헌 003은 RF 플라즈마를 이용한 금속 나노분말 제조방법은, 반응챔버 내부를 불활성가스를 공급하여 반응챔버 내부를 불활성분위기로 치환하는 단계, 상기 반응챔버 내부에 RF 수소 플라즈마를 발생시키는 단계, 상기 반응챔버 내부에 삼산화텅스텐 분말을 장입하는 단계, 상기 삼산화텅스텐을 수소 플라즈마로 고온에서 증발시킴과 동시에 수소환원처리하여 기화된 텅스텐 금속을 생성하는 단계, 및 기화된 상기 텅스텐 금속을 응축 또는 급랭시켜 텅스텐 금속 나노분말을 형성하는 단계를 포함하는 기술을 제시하고 있다.

특허발명 004는 플라즈마 장치는 금속 원료가 공급되는 반응용기와, 상기 반응용기 내의 금속 원료와의 사이에서 플라즈마를 생성하고 상기 금속 원료를 증발시켜 금속 증기를 생성하는 플라즈마 토치와, 상기 금속 증기를 반송하기 위한 캐리어 가스를 상기 반응용기 내에 공급하는 캐리어 가스 공급부와, 상기 반응용기로부터 상기 캐리어 가스에 의해 이송되는 상기 금속 증기를 냉각하여 금속분말을 생성하는 냉각관을 구비하는 금속분말 제조용 플라즈마 장치로서, 상기 냉각관이, 냉각용 유체로 상기 냉각관의 주위를 냉각함으로써, 상기 반응용기로부터 상기 캐리어 가스에 의해 이송되는 상기 금속 증기 및/또는 금속분말을, 해당 냉각용 유체에 직접 접촉시키는 일 없이 간접적으로 냉각하는 간접 냉각 구획과, 상기 간접 냉각 구획에 이어서, 냉각용 유체를 상기 금속 증기 및/또는 금속분말에 접촉시킴으로써 직접적으로 냉각하는 직접 냉각 구획을 구비하고, 또한, 상기 냉각관을 그 긴쪽방향 하류측이 위쪽에 있도록 수평방향에 대해 10° 내지 80°기울여 상기 반응용기에 설치하는 동시에, 상기 냉각관의 내벽에 부착한 부착물을 제거하는 스크레이퍼를 상기 냉각관의 긴쪽방향 하류단으로부터 상기 냉각관 내에 끼워 넣는 기술을 제시하고 있다.

KR

10-2021-0106262

A (2021년08월30일)

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10-2359664

B1 (2022년02월03일)

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10-2013-0069190

A (2013년06월26일)

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10-2013-0001129

A (2013년01월03일)

종래발명들의 문제점을 해결하기 위한 것이며, 본 발명은 원심 분무장치에 대한 것으로 금속을 회전시켜 구형 금속분말(20)을 생산하는 원심 분무장치에 있어서, 금속으로 형성되는 모재(10)가 선형으로 공급되는 금속공급기(100); 상기 금속공급기(100)에 형성되며, 상기 모재(10)를 회전시키는 회전장치(200); 상기 회전장치(200)에 의하여 회전하는 상기 모재(10)의 일단부로 가스를 분사하는 가스공급장치(300); 상기 가스공급장치(300)와 상기 모재(10)를 수용하며, 플라즈마에 의하여 분쇄되는 상기 모재(10)의 금속분말(20)을 포집하는 포집챔버(400);를 포함하는 구성으로 이루어진다.

본 발명은 원심 분무장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 금속공급기(100); 회전장치(200); 가스공급장치(300); 포집챔버(400);로 이루어지는 발명에 상기 금속공급기(100)에 형성되며, 상기 모재(10)를 고정하는 고정체(110); 상기 고정체(110)에 형성되며, 상기 모재(10)를 수평으로 이동시키는 이동장치(120);를 부가한다.

본 발명은 원심 분무장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 금속공급기(100); 회전장치(200); 가스공급장치(300); 포집챔버(400);로 이루어지는 발명에 상기 고정체(110)에 형성되며, 상기 모재(10)를 고정하는 고정부재(111);를 부가한다.

본 발명은 원심 분무장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 금속공급기(100); 회전장치(200); 가스공급장치(300); 포집챔버(400);로 이루어지는 발명에 상기 회전장치(200)에 형성되며, 상기 고정체(110)와 연결되는 연결부재(210); 상기 연결부재(210)에 연결되며, 동력에 의하여 회전하는 회전모터(220);를 부가한다.

본 발명은 원심 분무장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 금속공급기(100); 회전장치(200); 가스공급장치(300); 포집챔버(400);로 이루어지는 발명에 상기 가스공급장치(300)에 형성되며, 상기 모재(10)로 가스를 공급하는 공급체(310); 상기 공급체(310)에 적어도 하나 이상 형성되며, 상기 모재(10)의 단부로 가스를 분사하는 분사노즐(320);을 부가한다.

본 발명은 원심 분무장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 금속공급기(100); 회전장치(200); 가스공급장치(300); 포집챔버(400);로 이루어지는 발명에 상기 분사노즐(320)은 상기 포집챔버(400) 내부에 플라즈마를 형성하기 위하여 상기 모재(10)와 서로 다른 극의 전압이 인가되는 것;을 부가한다.

본 발명은 원심 분무장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 금속공급기(100); 회전장치(200); 가스공급장치(300); 포집챔버(400);로 이루어지는 발명에 상기 포집챔버(400)에 형성되며, 상기 모재(10)와 상기 가스공급장치(300)를 수용하는 수용부(410); 상기 수용부(410)의 외측으로 돌출되며, 원심력에 의하여 분출되는 금속분말(20)을 포집하는 포집부(420); 상기 포집부(420)에 형성되며, 금속분말(20)을 배출하는 배출부(430);를 부가한다.

본 발명은 원심 분무장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 금속공급기(100); 회전장치(200); 가스공급장치(300); 포집챔버(400);로 이루어지는 발명에 상기 포집챔버(400)에 형성되며, 상기 배출부(430)의 하방에 위치하여 금속분말(20)을 포집하는 금속분말포집기(500);를 부가한다.

본 발명은 원심 분무장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 금속공급기(100); 회전장치(200); 가스공급장치(300); 포집챔버(400);로 이루어지는 발명에 상기 회전장치(200)와 상기 가스공급장치(300)와 연결되며, 상기 모재(10)의 회전 및 가스의 분사량을 제어하는 제어장치(600);를 부가한다.

본 발명은 모재를 회전시켜 원심력으로 용융된 금속분말 낵적이이 외측으로 분출될 수 있는 것이다.

본 발명은 모재의 단부를 플라즈마로 용융시켜 분쇄하는 것이다.

본 발명은 가스 플라즈마를 모재의 단부로 공급하기 위하여 복수의 분사노즐에서 가스를 분사할 수 있는 것이다.

본 발명은 복수의 플라즈마 분사노즐이 등간격으로 조절되어 배치됨에 따라 효과적으로 모재를 용융시킬 수 있는 것이다.

본 발명은 원형의 포집챔버에 의하여 원심력에 의하여 분출되는 금속분말이 급속 냉각되어 포집되는 것이다.

본 발명은 금속분말포집기에 의하여 분쇄된 구형 금속분말을 포집하여 냉각시킬 수 있는 것이다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 원심 분무장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 원심 분무장치의 이동장치가 설치된 단면도.
도 4는 본 발명의 포집챔버의 포집부를 나타낸 예시도.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 모재를 용융시키는 모습을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 금속분말포집기의 사시도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.

(실시예 1-1) 본 발명은 원심 분무장치에 있어서, 금속을 회전시켜 구형 금속분말(20)을 생산하는 원심 분무장치에 있어서, 금속으로 형성되는 모재(10)가 선형으로 공급되는 금속공급기(100); 상기 금속공급기(100)에 형성되며, 상기 모재(10)를 회전시키는 회전장치(200); 상기 회전장치(200)에 의하여 회전하는 상기 모재(10)의 일단부로 가스를 분사하는 가스공급장치(300); 상기 가스공급장치(300)와 상기 모재(10)를 수용하며, 플라즈마에 의하여 분쇄되는 상기 모재(10)의 금속분말(20)을 포집하는 포집챔버(400);를 포함한다.

(실시예 1-2) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 1-1에 있어서, 상기 모재(10)는 금속바, 금속 와이어 중 선택된 하나로 형성되는 것;을 포함한다.

(실시예 1-3) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 1-2에 있어서, 상기 모재(10)는 티타늄(Ti), 티타늄 합금 (Ti alloy), 텅스텐(W) 금속, 텅스텐 합금, 탄탈륨(Ta), 탄탈륨 합금, 몰리브데늄(Mo), 몰리브데늄 합금, 흑연(Graphite), 흑연과 Fe, Ni, Co, Mo 금속으로 이루어진 복합체 또는 합금, 티타늄카바이드(TiC) 중 선택된 적어도 하나로 형성되는 것;을 포함한다.

(실시예 1-4) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 1-3에 있어서, 상기 금속공급기(100)는 동, 황동, 니켈, 크롬, 백금 중 선택된 하나로 형성되는 것;을 포함한다.

(실시예 1-5) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 1-4에 있어서, 상기 가스공급장치(300)에서 분사하는 가스는 비활성기체로 구성되는 것;을 포함한다.

(실시예 1-6) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 1-1에 있어서, 상기 비활성기체는 He, Ne, Ar 중 선택된 하나로 형성되는 것;을 포함한다.

(실시예 1-7) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 1-1에 있어서, 상기 비활성기체는 비활성 가스의 홉합 가스 조합으로 형성되는 것을 포함한다.

본 발명은 원심 분무장치에 대한 것이며, 구체적으로 원심 분무장치는 금속으로 형성되는 모재(10)를 회전시키며 불활성 가스 플라즈마 에 의하여 용융되어 분쇄하는 것이다. 이러한 원심 분무장치는 도 1을 참조하면, 티타늄(Ti), 티타늄 합금 (Ti alloy), 텅스텐(W) 금속, 텅스텐 합금, 탄탈륨(Ta), 탄탈륨 합금, 몰리브데늄(Mo), 몰리브데늄 합금, 흑연(Graphite), 흑연과 Fe, Ni, Co, Mo 금속으로 이루어진 복합체 또는 합금, 티타늄카바이드(TiC) 중 선택된 하나로 형성되는 모재(10)가 플라즈마에 의하여 분쇄되는 것으로 모재(10)는 원심력에 의하여 분쇄되는 금속분말(20)이 외부로 분출된다. 이때, 금속분말(20)은 원심력에 의하여 포집챔버(400)의 외측으로 분출되는 것으로 플라즈마에 의하여 순간적으로 용융된 후 급속 응고됨에 따라 편석이 없고, 결정립이 미세하며, 가공방법에 따라 기공률을 제어하는 것이 가능 하므로, 우수한 기계적 특성 및 내마모성을 갖는 구조용 부품뿐만 아니라 다공성 기능부품을 제조할 수 있어 금속 금속분말(20)의 적용 분야가 꾸준히 증가하고 있다.

이와 같이 금속바, 금속 와이어로 형성되는 모재(10)를 분쇄하기 위하여 모재(10)를 선형으로 공급하는 금속공급기(100)와 금속공급기(100)에 형성되어 모재(10)를 회전시키는 회전장치(200)가 형성된다. 금속공급기(100)는 동, 황동, 니켈, 크롬, 백금 등 다양한 재질로 형성되며, 이는 고압, 고온에 저항성을 가지도록 하여 내구성, 내연성, 강도 등을 충분히 확보하기 위함이다. 또한, 모재(10)의 일단부를 용융시키기 위하여 가스를 분사하는 가스공급장치(300)가 형성되며, 가스공급장치(300)에서 공급되는 가스는 비활성기체로 구성된다. 비활성기체는 He, Ne, Ar 로 형성되며, 반응성이 적어 용융된 고온의 금속과도 반응하지 않을 수 있으나 필요에 따라 비활성기체 뿐만 아니라, 산소기체, 질소기체 등이 분사될 수 있다.

그리고 가스공급장치(300)에서 공급되는 가스는 모재(10)와 가스공급장치(300) 사이로 공급되어 플라즈마를 발생시켜 모재(10)를 효과적으로 분쇄한다. 또한, 모재(10)와 가스공급장치(300)는 포집챔버(400) 내부에 수용되며, 플라즈마에 의하여 용융된 모재(10)는 회전함에 따라 원심력에 의하여 분출되어 포집되는 것이다.

이와 같이 구형 금속분말(20)을 생성할 때, 금속분말(20)의 크기는 모재(10)에서 액적의 탈출 속도가 커질수록 작아지며, 효율적으로 작은 입도를 갖는 분말을 제작하기 위해서는 직경이 큰 모재(10)을 활용해야 하며, 본 발명은 모재(10)를 환봉 대신 튜브 형태로 가공하여 구형 금속분말(20)을 생성하여, 구형 금속 분말(20)의 입도 크기를 줄인다.

따라서, 본 발명의 원심 분무장치는 플라즈마에 의하여 용융되는 모재(10)가 회전함에 따라 원심력에 의하여 분쇄되어 구형 금속분말(20)을 생성하는 특징을 가진다.

(실시예 2-1) 본 발명은 원심 분무장치에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 금속공급기(100)에 형성되며, 상기 모재(10)를 고정하는 고정체(110); 상기 고정체(110)에 형성되며, 상기 모재(10)를 수평으로 이동시키는 이동장치(120);를 포함한다.

(실시예 2-2) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 2-1에 있어서, 상기 고정체(110)에 형성되며, 상기 모재(10)를 고정하는 고정부재(111);를 포함한다.

(실시예 2-3) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 2-1에 있어서, 상기 고정부재(111)에 형성되며, 상기 모재(10)에 전압을 인가하는 전류장치;를 포함한다.

(실시예 2-4) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 2-3에 있어서, 상기 고정체(110)에 형성되며, 회전을 가이드하는 베어링;을 포함한다.

(실시예 2-5) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 2-3에 있어서, 상기 이동장치(120)에 형성되며, 상기 고정체(110)를 이동시키는 이동실린더;를 포함한다.

본 발명은 금속공급기(100)에 대한 것이며, 구체적으로 금속공급기(100)는 금속으로 형성되는 모재(10)를 포집챔버(400) 내부로 공급하는 것이다. 이러한 금속공급기(100)는 도 3을 참조하면, 모재(10)를 고정하는 고정체(110)가 형성되며, 고정체(110)는 이동장치(120)에 의하여 수평으로 이동한다. 이때, 고정체(110)는 내부가 개방되어 형성되는 모재(10)의 단부에 삽입되는 고정부재(111)가 형성되며, 고정부재(111)는 모재(10)의 형상 및 형태에 따라 모재(10)를 고정한다. 이에 대해 자세히 설명하면, 모재(10)의 내부가 개방될 경우 모재(10)의 단부에 고정부재(111)가 삽입되고, 모재(10)가 와이어로 형성될 경우 모재(10)가 고정체(110)를 관통한 후 모재(10)의 외측을 고정한다. 그리고 고정부재(111)에는 모재(10)에 전압을 인가하는 전류장치가 형성되며, 전류장치는 플라즈마를 형성하기 위하여 전압이 인가되는 것이다. 이때, 전류장치는 고압으로 전류를 공급하는 것으로 가스공급장치(300)에서 고온의 플라즈마가 형성될 경우 전류는 공급되지 않을 수 있다. 그리고 고정체(110)의 외주면에는 베어링이 형성되어 고정체(110)가 회전장치(200)에 의하여 회전하는 것을 가이드할 수 있다.

또한, 이동장치(120)는 고정체(110)에 단부가 결합되는 이동실린더로 형성되며, 이동실린더는 유압 또는 공압으로 고정체(110)를 이동시킨다. 그리고 고정체(110)는 이중으로 형성되어 내부에 형성되는 내부고정체(110)는 회전장치(200)에 의하여 회전하고, 내부고정체(110)의 외측에 형성되는 외부고정체(110)는 이동실린더에 의하여 이동하는 것이다.

(실시예 3-1) 본 발명은 원심 분무장치에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 회전장치(200)에 형성되며, 상기 고정체(110)와 연결되는 연결부재(210); 상기 연결부재(210)에 연결되며, 동력에 의하여 회전하는 회전모터(220);를 포함한다.

(실시예 3-2) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 3-1에 있어서, 상기 연결부재(210)는 체인, 벨트, 와이어 중 선택된 하나로 형성되는 것;을 포함한다.

(실시예 3-3) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 3-2에 있어서, 상기 회전모터(220)에 형성되며, 상기 금속공급기(100)에 체결되는 브라켓(221);을 포함한다.

(실시예 3-4) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 3-2에 있어서, 상기 회전모터(220)에 형성되며, 상기 연결부재(210)를 회전시키는 회전기어;를 포함한다.

본 발명은 회전장치(200)에 대한 것이며, 구체적으로 회전장치(200)는 금속공급기(100)에 연결되어 모재(10)를 회전시키는 것이다. 이러한 회전장치(200)는 도 1을 참조하면, 고정체(110)와 연결되어 고정체(110)를 회전시키는 것으로 고정체(110)에 결합되는 모재(10)를 함께 회전시킨다. 이때, 회전장치(200)는 고정체(110)와 연결되는 연결부재(210)가 형성되며, 연결부재(210)는 체인, 벨트, 와이어 등으로 형성된다. 그리고 연결부재(210)는 일부가 고정체(110)에 체결되고 일부는 회전모터(220)에 체결되어 회전모터(220)에 의하여 연결부재(210)가 회전하면 고정체(110)도 회전하는 것이다.

회전모터(220)는 금속공급기(100)의 하단에 형성되어 고정체(110)를 회전시키는 것으로 회전모터(220)는 금속공급기(100)의 하단에 체결된다. 이때, 회전모터(220)는 브라켓(221)에 의하여 금속공급기(100)에 체결되며, 회전모터(220)의 전면에는 회전기어가 형성되어 연결부재(210)를 회전시킨다. 또한, 다른 실시 예로 회전모터(220)는 고정체(110)의 후면에 연결되어 고정체(110)를 직접 회전시킬 수 있다.

(실시예 4-1) 본 발명은 원심 분무장치에 대한 것이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 가스공급장치(300)에 형성되며, 상기 모재(10)로 가스를 공급하는 공급체(310); 상기 공급체(310)에 적어도 하나 이상 형성되며, 상기 모재(10)의 단부로 가스를 분사하는 분사노즐(320);을 포함한다.

(실시예 4-2) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 4-1에 있어서, 상기 공급체(310)에 형성되며, 상기 분사노즐(320)을 회전시키는 회전체(311); 상기 회전체(311)를 회전시키는 공급모터(312);를 포함한다.

(실시예 4-3) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 4-2에 있어서, 상기 공급체(310)에 형성되며, 가스를 공급하는 공급펌프(313);를 포함한다.

(실시예 4-4) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 4-3에 있어서, 상기 공급체(310)에 형성되며, 복수의 상기 분사노즐(320)의 각도를 조절하는 각도조절장치;를 포함한다.

(실시예 4-5) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 4-1에 있어서, 상기 분사노즐(320)은 상기 포집챔버(400) 내부에 플라즈마를 형성하기 위하여 상기 모재(10)와 서로 다른 극의 전압이 인가되는 것;을 포함한다.

(실시예 4-6) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 4-1에 있어서, 상기 분사노즐(320)은 가스가 분출되는 분출구 방향으로 갈수록 점진적으로 좁아지는 것;을 포함한다.

본 발명은 가스공급장치(300)에 대한 것이며, 구체적으로 가스공급장치(300)는 모재(10)로 가스를 공급하여 플라즈마를 형성함에 따라 모재(10)의 단부를 용융시키는 것이다. 이러한 가스공급장치(300)는 도 5 내지 도 6을 참조하면, 모재(10)의 단부로 가스를 공급하는 공급체(310)가 형성되며, 공급체(310)는 분사노즐(320)을 일정한 속도로 회전시키는 회전체(311)와 공급모터(312)가 형성된다. 이때, 회전체(311)는 공급체(310)의 일면에 형성되어 공급모터(312)에 의하여 회전하는 것으로 모재(10)의 회전과 함께 회전함에 따라 보다 효과적으로 모재(10)의 단부를 용융시킬 수 있다. 그리고 공급펌프(313)는 공급체(310)로 가스를 공급하는 것으로 가스탱크와 연결되어 가스의 압력을 조절한다. 또한, 공급체(310)는 복수의 분사노즐(320)이 형성될 경우 복수의 분사노즐(320)이 등간격으로 배치되도록 각도를 조절하는 각도조절장치가 형성된다. 이때, 분사노즐(320)은 수량에 따라 등간격으로 배치되도록 각도가 조절되어 모재(10)의 단부를 균일하게 용융시킬 수 있다.

그리고 분사노즐(320)은 포집챔버(400) 내부에 플라즈마를 형성하기 위하여 모재(10)와 서로 다른 극의 전압이 인가되는 것으로 전류장치에 의하여 전류가 공급된다. 이에 따라 모재(10)와 분사노즐(320) 사이에 플라즈마를 형성하는 고전압이 통전되는 것이다.

이와 같이 분사노즐(320)은 가스가 분출되는 분출구가 일방향으로 향할수록 점진적으로 좁아짐에 따라 가스는 보다 효율적으로 모재(10)를 용융시킨다. 그리고 분사노즐(320)은 가스가 아크형으로 플라즈마를 생성하도록 다양한 형상으로 형성됨이 바람직하다.

(실시예 5-1) 본 발명은 원심 분무장치에 대한 것이며, 실시예 4-1에있어서, 상기 포집챔버(400)에 형성되며, 상기 모재(10)와 상기 가스공급장치(300)를 수용하는 수용부(410); 상기 수용부(410)의 외측으로 돌출되며, 원심력에 의하여 분출되는 금속분말(20)을 포집하는 포집부(420); 상기 포집부(420)에 형성되며, 금속분말(20)을 배출하는 배출부(430);를 포함한다.

(실시예 5-2) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 5-1에 있어서, 상기 포집부(420)는 상기 모재(10)와 상기 가스공급장치(300) 사이에 원형의 단면으로 형성되는 것;을 포함한다.

(실시예 5-3) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 5-2에 있어서, 상기 배출부(430)에 형성되며, 금속분말(20)이 배출되는 배출구; 상기 배출구에 형성되며, 직경이 조절되는 개폐도어;를 포함한다.

(실시예 5-4) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 5-3에 있어서, 상기 포집챔버(400)에 형성되며, 내부의 압력을 조절하는 압력조절장치(440);를 포함한다.

(실시예 5-5) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 5-1에 있어서, 상기 포집챔버(400)에 형성되며, 내부의 온도 및 압력을 측정하는 측정센서(450);를 포함한다.

본 발명은 포집챔버(400)에 대한 것이며, 구체적으로 포집챔버(400)는 금속 재질로 형성되어 내부를 진공 또는 저기압으로 형성되는 것이다. 이러한 포집챔버(400)는 도 1 또는 도 4를 참조하면, 내부에서 회전하는 모재(10)가 플라즈마에 의하여 용융되며 회전함에 따라 금속분말(20)이 외측으로 분출되어 구형 금속분말(20)이 포집된다. 이때, 포집챔버(400)는 모재(10)와 가스공급장치(300)를 수용하는 수용부(410)가 형성되며, 수용부(410)는 플라즈마의 범위가 모재(10)에 한정되도록 모재(10)와 가스공급장치(300)와 소정의 간격으로 형성된다. 그리고 모재(10)와 가스공급장치(300) 사이에 형성되며, 모재(10)의 단부가 용융되어 원심력에 의하여 원형으로 외부로 분출되는 금속분말(20)이 포집되는 포집부(420)가 형성된다. 포집부(420)는 수용부(410)의 직경보다 넓게 형성되어 금속분말(20)이 포집된다. 이는 용융되어 분출되는 금속분말(20)이 포집부(420)의 내측면에 접하는 동안 급속 냉각되도록 하기 위함이다.

그리고 포집부(420)의 하단에는 금속분말(20)을 외부로 배출하는 배출부(430)가 형성되며, 배출부(430)는 금속분말(20)이 배출되는 배출구와 배출구에 형성되어 직경이 조절되는 개폐도어를 포함한다. 개폐도어는 포집팸버 내부의 압력을 조절함과 동시에 금속분말(20)이 크기에 따라 분리되어 배출되도록 할 수 있다.

또한, 포집챔버(400)는 내부의 압력을 조절하는 압력조절장치(440)가 형성되며, 압력조절장치(440)는 포집챔버(400) 내부의 공기를 흡입하여 진공을 형성하거나 1기압 이하로 유지할 수 있다. 그리고 포집챔버(400)는 내부의 온도 및 압력을 측정하는 측정센서(450)가 형성되어 모재(10)의 용융을 효과적으로 진행할 수 있는 것이다.

(실시예 6-1) 본 발명은 원심 분무장치에 대한 것이며, 실시예 5-1에있어서, 상기 포집챔버(400)에 형성되며, 상기 배출부(430)의 하방에 위치하여 금속분말(20)을 포집하는 금속분말포집기(500);를 포함한다.

(실시예 6-2) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 6-1에 있어서, 상기 금속분말(20) 포집기는 상기 포집챔버(400)에서 배출되는 금속분말(20)과 충돌하는 원뿔 형상의 충격완화부(510); 충돌 후 금속분말(20)이 이동될 수 있는 통로를 확보하는 지지부(520); 상기 통로와 연결되어 금속분말(20)을 저장하는 저장부(530);를 포함한다.

(실시예 6-3) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 6-2에 있어서, 상기 저장부(530)의 외면에 결착되는 냉각부재(540);를 포함한다.

본 발명은 금속분말포집기(500)에 대한 것이며, 구체적으로 금속분말포집기(500)는 도 7을 참조하면, 포집챔버(400)에서 배출되는 금속분말(20)을 포집하여 저장하는 것이다. 이러한 금속분말포집기(500)는 생성된 직후의 구형 금속분말(20)이 가스의 높은 유속에 따라 높은 속도를 갖고 있을 수 있으므로 생성 직후의 금속분말(20)을 구형의 형상을 유지하며 포집하는 것이다. 그리고 금속분말포집기(500)는 충격완화부(510), 지지부(520), 저장부(530)가 형성되며, 충격완화부(510)는 원뿔 형상이며, 경사진 원뿔의 옆면과 금속분말(20)이 충돌할 수 있다. 이렇게 충돌의 방향을 비스듬하게 구성함으로써 금속 금속분말(20)이 과도한 충격량을 받지않고 안정적으로 포집될 수 있도록 한다.

그리고 충격완화부(510)의 중심각에 따라 금속분말(20)이 충돌할 때의 충격량이 조절될 수 있다. 너무 높은 충격을 받게 되면 구형의 금속 금속분말(20) 모양이 변형될 수 있다. 이를 차단하기 위하여 가스공급장치(300)에서 분사하는 가스의 속도, 직경, 분사노즐(320)의 직경, 모재(10)와 분사노즐(320)의 간격 등에 따라서 구형의 금속분말(20) 모양이 포집과정에서도 유지될 수 있는 원뿔의 중심각을 가변하여야 한다. 따라서, 후술되는 제어장치(600)는 원뿔의 중심각의 크기를 조절할 수 있다.

또한, 지지부(520)는 충돌 후의 금속분말(20)이 통과할 수 있는 통로를 확보하는 구성이며, 저장부(530)는 통로를 통과한 금속분말(20)이 최종적으로 포집되는 구성이다.

그리고 저장부(530)의 외면에는 냉각부재(540)가 형성되며, 냉각부재(540)는 저장부(530)의 외면에 결착될 수 있다. 생성된 금속 금속분말(20)은 고온의 용융된 금속이 고체의 구형으로 변이한 직후이므로, 여전히 고온일 수 있다. 따라서 저장부(530)의 외면에 냉각부재(540)를 부착하여 고온의 금속분말(20)을 냉각시킬 수 있다.

(실시예 7-1) 본 발명은 원심 분무장치에 대한 것이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 회전장치(200)와 상기 가스공급장치(300)와 연결되며, 상기 모재(10)의 회전 및 가스의 분사량을 제어하는 제어장치(600);를 포함한다.

(실시예 7-2) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 7-1에 있어서, 상기 제어장치(600)에 형성되며, 상기 회전장치(200)와 연결되어 상기 모재(10)의 회전 속도를 제어하는 제 1제어부(610); 상기 가스공급장치(300)를 제어하는 제 2제어부(620);를 포함한다.

(실시예 7-3) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 7-2에 있어서, 상기 제 2제어부(620)에형성되며, 상기 가스공급장치(300)의 가스량 및 회전 속도를 제어하는 것;을 포함한다.

(실시예 7-4) 본 발명의 원심 분무장치는 실시예 7-1에 있어서, 상기 제어장치(600)에 형성되며, 상기 모재(10)와 상기 가스공급장치(300)의 전압을 제어하는 전압제어부(630);를 포함한다.

본 발명은 제어장치(600)에 대한 것이며, 구체적으로 제어장치(600)는 모재(10) 및 가스공급장치(300)를 제어하는 것이다. 이러한 제어장치(600)는 도 2를 참조하면, 회전장치(200)와 연결되어 모재(10)의 회전 속도를 제어하는 제 1제어부(610)와 가스공급장치(300)를 제어하여 가스 분사량을 제어하는 제 2제어부(620)가 형성된다. 제 1제어부(610)와 제 2제어부(620)는 동시에 또는 각각 회전장치(200)와 가스공급장치(300)를 제어할 수 있다. 그리고 제 2제어부(620)는 가스공급장치(300)의 분사노즐(320)의 간격 또는 분사노즐(320)의 회전을 제어할 수 있다.

또한, 제어장치(600)는 모재(10)와 가스공급장치(300)로 인가되는 전압을 제어하는 전압제어부(630)가 형성되며, 전압제어부(630)는 전류장치를 제어함에 따라 플라즈마를 제어할 수 있는 것이다.

10: 모재 20: 금속분말
100: 금속공급기 110: 고정체
111: 고정부재 120: 이동장치
200: 회전장치 210: 연결부재
220: 회전모터 221: 브라켓
300: 가스공급장치 310: 공급체
311: 회전체 312: 공급모터
313: 공급펌프 320: 분사노즐
400: 포집챔버 410: 수용부
420: 포집부 430: 배출부
440: 압력조절장치 450: 측정센서
500: 금속분말포집기 510: 충격완화부
520: 지지부 530: 저장부
540: 냉각부재 600: 제어장치
610: 제 1제어부 620: 제 2제어부
630: 전압제어부

Claims

금속을 회전시켜 구형 금속분말(20)을 생산하는 원심 분무장치에 있어서,
금속으로 형성되는 모재(10)가 선형으로 공급되는 금속공급기(100);
상기 금속공급기(100)에 형성되며, 상기 모재(10)를 회전시키는 회전장치(200);
상기 회전장치(200)에 의하여 회전하는 상기 모재(10)의 일단부로 가스를 분사하는 가스공급장치(300);
상기 가스공급장치(300)와 상기 모재(10)를 수용하며, 플라즈마에 의하여 분쇄되는 상기 모재(10)의 금속분말(20)을 포집하는 포집챔버(400);를 포함하는 원심 분무장치.
청구항 1에 있어서,
상기 금속공급기(100)에 형성되며, 상기 모재(10)를 고정하는 고정체(110);
상기 고정체(110)에 형성되며, 상기 모재(10)를 수평으로 이동시키는 이동장치(120);를 포함하는 원심 분무장치.
청구항 2에 있어서,
상기 고정체(110)에 형성되며, 상기 모재(10)를 고정하는 고정부재(111);를 포함하는 원심 분무장치.
청구항 2에 있어서,
상기 회전장치(200)에 형성되며, 상기 고정체(110)와 연결되는 연결부재(210);
상기 연결부재(210)에 연결되며, 동력에 의하여 회전하는 회전모터(220);를 포함하는 원심 분무장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가스공급장치(300)에 형성되며, 상기 모재(10)로 가스를 공급하는 공급체(310);
상기 공급체(310)에 적어도 하나 이상 형성되며, 상기 모재(10)의 단부로 가스를 분사하는 분사노즐(320);을 포함하는 원심 분무장치.
청구항 5에 있어서,
상기 분사노즐(320)은 상기 포집챔버(400) 내부에 플라즈마를 형성하기 위하여 상기 모재(10)와 서로 다른 극의 전압이 인가되는 것;을 포함하는 원심 분무장치.
청구항 1에 있어서,
상기 포집챔버(400)에 형성되며, 상기 모재(10)와 상기 가스공급장치(300)를 수용하는 수용부(410);
상기 수용부(410)의 외측으로 돌출되며, 원심력에 의하여 분출되는 금속분말(20)을 포집하는 포집부(420);
상기 포집부(420)에 형성되며, 금속분말(20)을 배출하는 배출부(430);를 포함하는 원심 분무장치.
청구항 7에 있어서,
상기 포집챔버(400)에 형성되며, 상기 배출부(430)의 하방에 위치하여 금속분말(20)을 포집하는 금속분말포집기(500);를 포함하는 원심 분무장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전장치(200)와 상기 가스공급장치(300)와 연결되며, 상기 모재(10)의 회전 및 가스의 분사량을 제어하는 제어장치(600);를 포함하는 원심 분무장치.