KR20240061697A - 금속분말 제조장치 - Google Patents

Abstract

금속분말 제조장치가 제공된다. 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 금속분말 제조장치는 용융금속을 수용하는 도가니; 및 상기 도가니의 하부에 배치되며, 상기 용융금속이 통과하는 홀을 포함하는 노즐을 포함하고, 상기 홀에는 상하 방향으로 이격되게 배치되며, 상기 용융금속으로 냉각수를 토출하는 복수의 분사구를 포함한다.

Description

금속분말 제조장치{METAL POWDER MANUFACTURING DEVICE}

본 발명은 금속분말 제조장치에 관한 것이다.

한국 공개특허공보 제10-2019-0119744호에는 분무법(Atomization)으로 금속분말을 제조하는 장치의 일례가 게시되어 있다.

전술한 공보를 참조하면, 분무법으로 금속분말을 제조하는 장치는 아토마이징 노즐을 포함한다. 아토마이징 노즐은 용융금속이 분출되는 오리피스(튜브)의 주위에 구비되고, 용융금속에 냉각유체(가스, 물 등)를 분사하여, 용융금속이 비산하면서 응고(급냉)되도록 한다.

상기와 같은 구조에 따르면, 냉각유체에 노출된 금속분말의 표면에 수증기층이 형성되므로, 냉각 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 특히, 금속분말의 표면에 산화막이 형성에 따른 금속분말이 산화 시, 금속분말의 품질이 저해되는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보 제10-2019-0119744호(2019. 10. 23. 공개)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 금속분말을 보다 빠르게 냉각시켜, 금속분말의 산화를 방지할 수 있는 금속분말 제조장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 금속분말 제조장치는 용융금속을 수용하는 도가니; 및 상기 도가니의 하부에 배치되며, 상기 용융금속이 통과하는 홀을 포함하는 노즐을 포함하고, 상기 홀에는 상하 방향으로 이격되게 배치되며, 상기 용융금속으로 냉각수를 토출하는 복수의 분사구를 포함한다.

본 실시예를 통해 복수의 냉각수 분사 구조를 통하여, 용융금속이 보다 빠르게 냉각될 수 있는 장점이 있다.

특히, 복수의 냉각수 노출 구조에 의해 용융금속 내 열에너지가 충분히 소실되므로, 금속분말 내 산화도가 감소될 수 있는 장점이 있다.

또한, 금속분말 표면에 형성될 수 있는 증기층이 복수의 냉각수 노출로 인해 물리적으로 제거되므로, 효율적인 냉각이 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속분말 제조장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 금속분말 제조장치 내 냉각유체 분사 구조를 도시한 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속분말 제조장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 금속분말 제조장치 내 냉각유체 분사 구조를 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 금속분말 제조장치(10)는, 도가니(100), 노즐(200) 및 챔버(500)를 포함할 수 있다. 상기 금속분말 제조장치(10)는 아토마이징(Atomizing)에 의해 금속분말(400)을 제조할 수 있다. 아토마이징(Atomizing)이란, 액체를 작은 분말형태로 분열시켜 분무화하는 것을 의미하며, 용융금속액 줄기에 고압의 유체를 분사하여 미세한 액적 형태로 만드는 것을 의미한다.

상기 도가니(100)에는 용융금속(300)이 저장된다. 상기 도가니(100)의 하부에는 상기 용융금속(300)의 분출을 위한 오리피스가 마련된다. 상기 도가니(100)로 장입된 원료금속은 용융되어, 상기 오리피스를 통하여 상기 노즐(200)로 전달될 수 있다.

상기 노즐(200)은, 상기 용융금속(300)을 향하여 냉각수를 토출할 수 있다. 상기 노즐(200)은 상기 용융금속(300)이 통과하기 위한 홀(210)을 포함할 수 있다. 상기 홀(210)은 노즐 본체의 중앙에 형성될 수 있다. 상기 홀(210)은 상기 도가니(100)의 하부에 배치될 수 있다.

상기 홀(210)은 제1홀(212)과 제2홀(214)을 포함할 수 있다. 상기 제1홀(212)과 상기 제2홀(214)은 상하 방향으로 배치될 수 있다. 상기 제1홀(212)은 상기 제2홀(214)의 상부에 배치될 수 있다. 상기 제2홀(214)은 상기 제1홀(212)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 제1홀(212)과 상기 제2홀(214)은 상호 연통될 수 있다.

상기 제1홀(212)은 제1직경을 가질 수 있다. 상기 제1홀(212)은 제1단면적을 가질 수 있다.

상기 제2홀(214)은 상기 제1직경 보다 큰 제2직경을 가질 수 있다. 상기 제2홀(214)은 상기 제1단면적 보다 큰 제2단면적을 가질 수 있다.

상기 노즐(200)은 냉각유체가 분사되는 분사구를 포함할 수 있다. 상기 냉각유체는 상기 도가니(100)로부터 제공되는 용융금속(300)을 향해 토출되며, 이에 따라 상기 용융금속이 냉각될 수 있다. 상기 냉각유체는 물을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 냉각유체는 냉각수로 이름할 수 있다.

상기 분사구는 제1분사구(220)와 제2분사구(230)를 포함할 수 있다. 상기 제1분사구(220)는 상기 제1홀(212)에 배치될 수 있다. 상기 제1분사구(220)는 상기 제1홀(212)의 내면에 배치될 수 있다. 상기 제1분사구(220)는 상기 제1홀(212)의 내면 하단에 배치될 수 있다. 상기 제1분사구(220)는 상기 제1홀(212)과 상기 제2홀(214)의 경계를 형성하는 코너 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1분사구(220)로부터 토출되는 냉각수에 의해 상기 용융금속(300)은 1차적으로 냉각될 수 있다.

상기 제1분사구(220)로부터 토출되는 상기 냉각수의 토출 방향은 상기 용융금속(300)의 낙하 방향에 경사지게 형성될 수 있다.

상기 제2분사구(230)는 상기 제1분사구(220)와 상하 방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제2분사구(230)는 상기 제2홀(214)에 배치될 수 있다. 상기 제2분사구(230)는 상기 제2홀(214)의 내면에 배치될 수 있다. 상기 제2분사구(230)는 상기 제2홀(214)의 내면 하단에 배치될 수 있다. 상기 제2분사구(230)는 상기 제2홀(214)의 내면과 상기 노즐(200)의 하면의 경계를 형성하는 코너 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2분사구(230)로부터 토출되는 냉각수에 의해 상기 용융금속(300)은 2차적으로 냉각될 수 있다.

상기 제2분사구(230)로부터 토출되는 상기 냉각수의 토출 방향은 상기 용융금속(300)의 낙하 방향에 경사지게 형성될 수 있다.

상기 제1분사구(220)와 상기 제2분사구(230)로부터 토출되는 냉각수에 의해 상기 용융금속(300)은 냉각되며, 이에 따라 금속분말(400)이 생성될 수 있다. 상기 금속분말(400)은 챔버(500) 내에서 자유 낙하되어, 저장될 수 있다.

상기와 같은 구조에 따르면, 복수의 냉각수 분사 구조를 통하여, 용융금속이 보다 빠르게 냉각될 수 있는 장점이 있다.

특히, 복수의 냉각수 노출 구조에 의해 용융금속 내 열에너지가 충분히 소실되므로, 금속분말 내 산화도가 감소될 수 있는 장점이 있다.

또한, 금속분말 표면에 형성될 수 있는 증기층이 복수의 냉각수 노출로 인해 물리적으로 제거되므로, 효율적인 냉각이 이루어질 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (5)

1. 용융금속을 수용하는 도가니; 및
   상기 도가니의 하부에 배치되며, 상기 용융금속이 통과하는 홀을 포함하는 노즐을 포함하고,
   상기 홀에는 상하 방향으로 이격되게 배치되며, 상기 용융금속으로 냉각수를 토출하는 복수의 분사구를 포함하는 금속분말 제조장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 홀은 제1홀과, 상기 제1홀의 하부에 배치되는 제2홀을 포함하고,
   상기 분사구는 상기 제1홀에 배치되는 제1분사구와, 상기 제2홀에 배치되는 제2분사구를 포함하는 금속분말 제조장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1홀의 단면적은 상기 제2홀의 단면적 보다 작은 금속분말 제조장치.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1분사구는 상기 제1홀과 상기 제2홀의 경계를 형성하는 코너 영역에 배치되고,
   상기 제2분사구는 상기 제2홀과 상기 노즐의 하면의 경계를 형성하는 코너 영역에 배치되는 금속분말 제조장치.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 용융금속은 상기 홀을 통과하여 상기 제1분사구로부터 토출되는 냉각수와, 상기 제2분사구로부터 토출되는 냉각수에 순차적으로 노출되는 금속분말 제조장치.