WO2015093649A1

WO2015093649A1 - 가열장치 및 이를 포함하는 코팅기구

Info

Publication number: WO2015093649A1
Application number: PCT/KR2013/011855
Authority: WO
Inventors: 정용화; 정우성; 남경훈; 엄문종; 홍석준; 곽영진; 김태엽; 이동열
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25
Also published as: EP3085808A1; CN105829573A; JP2017500449A; EP3085808B1; KR101611669B1; KR20150071832A; JP6303014B2; WO2015093649A8; US20160312356A1; CN105829573B; EP3085808A4

Abstract

연속 이동하는 모재(강판)의 증착 코팅을 위한 코팅증기(기체)를 발생하는 가열 장치 및 이를 포함하는 코팅 기구가 제공된다. 본 발명은, 액상 공급 방식을 채택하되, 공급된 고상의 코팅물질을 노즐수단의 내부에 수용한 후, 가열하여 액상의 코팅물질을 가열부에 공급하기 때문에, 코팅증기의 원활하고 안정적인 생성을 가능하게 하고, 추가로 고상의 코팅물질 예열 공급을 구현하고 공급관의 막힘을 방지하여, 궁극적으로 고속 진행하는 강판의 코팅 품질이나 조업성을 향상시키는 것이다.

Description

가열장치 및 이를 포함하는 코팅기구

본 발명은 연속 이동하는 모재(강판)의 증착 코팅을 위한 코팅증기(기체)를 발생하는 가열 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액상 공급 방식을 채택하되, 공급된 고상의 코팅물질을 노즐수단의 내부에 수용한 후, 가열하여 액상의 코팅물질을 가열부로 배출하기 때문에, 코팅증기의 원활하고 안정적인 생성을 가능하게 하고, 추가로 고상의 코팅물질 예열 공급을 구현하고 공급관의 막힘을 방지하여, 궁극적으로 (고속 진행하는) 강판의 코팅 품질이나 조업성을 향상시키도록 한 가열 장치 및 이를 포함하는 코팅 기구에 관한 것이다.

기판 예를 들어, 연속적으로 (고속) 진행하는 강판을 진공 분위기하에서 증착하는 알려진 방식들을 통하여, 코팅물질 즉, 금속증기를 강판 표면에 코팅한다.

이와 같은 진공 증착은 진공 분위기 하에서 여러 방식으로 고체(고상) 또는 액체(액상)의 코팅 물질을 가열-증발시켜 증기(기체)로 변화시키고, 이를 강판 상에 증착하여 코팅을 수행하는 것이다.

그런데, 이와 같은 진공 증착을 매개로 한 기판(강판)의 연속 코팅은, 가열 방법에 따라 분류될 수 있는데, 예를 들어 열 증착법(thermal evaporation)과 전자빔 증착법(electron beam evaporation) 등이 있다.

한편, 최근에는 고속증착을 위한 전자기(부양) 증착법(electro-magnetic levitation evaporation)이 연구 개발되어 왔다.

이와 같은 전자기 증착법은, 코팅물질이 전자기 코일에 둘러싸여 있고, 고주파 전원에서 발생되는 고주파 교류전류를 전자기 코일에 인가하고, 이때 발생된 교류 전자기장에 의해 코팅물질을 부양 상태로 가열시키어, 기존 도가니에서 금속증기를 발생시키는 것에 비하여, 열 손실을 줄이면서 다량의 금속증기를 기판 예컨대, 연속적으로 (고속) 진행하는 강판의 표면에 코팅을 가능하게 하는 것이다.

그런데, 진공 중에서 연속으로 진행하는 강판을 코팅하기 위해서는 코팅증기를 발생시키는 가열 장치(증발원 장치)가 필요한데, 연속코팅을 구현하기 위해서는 코팅물질(증발(코팅) 대상 물질)의 공급이 필요하다.

이와 같은 코팅물질의 공급은 코팅물질의 상태에 따라 고상(고체) 공급과 액상(액체) 공급으로 구분될 수 있고, 액상 공급의 경우는 기계적 방식, 높이차 를 이용한 방식, 압력차 방식 등으로 분류할 수 있다.

예를 들어, 액상 공급 방식 중 기계적 방식으로는, 피스톤 방식(미국 공개특허 US 2005-0229856), 전자기를 이용한 MHD 펌프 방식(대한민국 공개특허 제2007-0015923호) 또는, 스크류 방식(일본 공개특허 제2010-189739호) 등이 있다.

그리고, 높이차를 이용한 방식은, 대한민국 공개특허 제2009-0074064호 등에서 개시되고, 압력차 방식은 일본 공개특허 소55-154537호 등에서 개시되고 있다.

그런데, 위의 관련 특허들에서 개시되는 액상 공급 방식은 공통적으로, 공급되는 액상물질에 의한 온도 또는 화학적 특성으로 인하여, 설비의 침식(마모)이 발생하는 문제가 있었다.

한편, 고상(고체) 공급 방식의 대표적인 방식으로, 고체 와이어를 공급하는 방식이 지금까지 적용되어 왔으나, 이 경우 전자기 코일 내에서 증기 물질의 온도를 저하시키는 문제가 있었다.

따라서, 당 기술분야에서는, 액상 공급 방식을 채택하되, 공급된 고상의 코팅물질을 노즐수단의 내부에 수용한 후, 가열하여 액상의 코팅물질을 가열부로 배출하기 때문에, 코팅증기의 원활하고 안정적인 생성을 가능하게 하는 가열장치가 요구되어 왔다.

더하여, 고상의 코팅물질의 예열을 구현하여 액상의 코팅물질로의 상변화를 원활하게 하고, 코팅물질 공급관의 막힘과 코팅증기의 역류를 방지하는 가열장치가 요구되어 왔다.

또한, 상기의 가열장치를 이용하여 궁극적으로 고속 진행하는 강판의 코팅 품질이나 조업성을 향상시키도록 하는 코팅 기구가 요구되어 왔다.

상기와 같은 요구를 달성하기 위한 기술적인 일 측면으로서 본 발명은, 코팅 대상물에 증착되는 코팅증기를 발생하도록, 공급된 코팅물질을 가열토록 제공된 가열부; 및,

상기 가열부의 내측에 배치되고, 공급된 고상의 코팅물질이 안착되어 가열시 액상의 고팅물질로 상 변화된 후 가열부로 배출토록 제공된 노즐수단;

을 포함하여 구성된 가열 장치를 제공한다.

또한, 기술적인 다른 측면으로서 본 발명은, 상기 가열장치;

상기 가열장치의 전체 또는 일부를 포위하면서, 진공 상태로 코팅대상물이 통과하여 가열장치에서 발생된 코팅증기가 증착 코팅되는 진공 쳄버; 및,

상기 가열장치에 구비된 코팅증기 발생튜브와 연결되고, 발생된 코팅증기를 코팅 대상물에 분출토록 제공된 분출구를 구비하는 코팅증기 분출튜브;

를 포함하여 구성된 가열장치를 포함하는 코팅 기구를 제공한다.

이와 같은 본 발명의 가열 장치는, 코팅증기의 생성이나 온도 저하가 적은 액상 공급 방식을 채택하되, 공급된 고상의 코팅물질을 노즐수단의 내부에 수용한 후, 가열하여 액상의 코팅물질을 최종적으로 가열부에 공급하기 때문에, 코팅증기의 원활하고 안정적인 생성을 가능하게 하는 효과를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 가열장치는, 추가로 고상의 코팅물질의 예열을 구현하여 액상의 코팅물질로의 상변화를 용이하게 하고, 특정위치(고상의 액상물질 공급관의 경로중)의 코팅증기 역류나 공급관의 막힘 등을 방지하는 다른 효과를 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명의 가열장치를 이용한 코팅기구의 경우, 특히 고속 진행하는 강판의 코팅 품질이나 조업성을 향상시키는 또 다른 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 도 2,3에서 도시한 본 발명의 일 실시예의 노즐수단을 포함하는 본 발명에 따른 코팅 기구의 전체 구성을 도시한 구성도

도 2는 본 발명의 일 실시예의 노즐수단을 포함하는 가열장치를 도시한 도 1의 일부를 도시한 확대도

도 3은 도 2의 본 발명의 노즐수단을 도시한 분해 사시도

도 4는 본 발명의 다른 실시예의 노즐수단을 포함하는 가열장치를 도시한 도 1의 일부를 도시한 확대도

도 5는 도 4의 본 발명의 노즐수단을 도시한 분해 사시도

도 6은 본 발명의 노즐수단에 연계되는 완충수단을 포함하는 가열장치를 도시한 도 1의 일부를 도시한 확대도

도 7은 도 6의 본 발명의 완충수단이 연계되는 노즐수단을 도시한 분해 사시도

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예의 노즐수단을 도시한 구성도

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예의 노즐수단을 도시한 사시도

도 10은 도 9의 본 발명의 노즐수단을 도시한 평면 구성도

도 11은 본 발명의 가열장치에 제공되는 공급관 차단수단을 도시한 도 1의 일부 확대도

도 12는 도 11의 평면 구성도

도 13은 본 발명의 가열장치를 포함하는 도 1의 코팅기구의 변형예의 전체 구성을 도시한 구성도

도 14는 본 발명의 가열장치를 포함하는 도 1의 코팅기구의 다른 실시예의 전체 구성을 도시한 구성도

이하, (첨부된 도면을 참조하여) 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. (도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.)

먼저, 도 1,13 및 도 14에서는, 다음에 상세하게 설명하는 도 2 내지 도 10에서 상세하게 설명한 본 발명의 노즐수단(50)을 구비하는 가열장치(1)를 포함하는 일 실시예와 그 변형예 및 다른 실시예의 코팅 기구(200)들을 도시하고 있다.

한편, 도 1 및 도 13에서 도시한 일 실시예 및 그 변형예의 본 발명에 따른 코팅 기구(200)는 코팅 대상물 즉, 강판(210)을 수직으로 이동시키면서 코팅하는 방식을 도시한 것이고, 도 14에서는 도시한 본 발명의 다른 실시예의 코팅 기구(200)는 강판(210)을 수평으로 이동시키면서 코팅하는 방식을 도시한 것이고, 다음에 상세하게 설명하는 본 발명의 가열장치(1)는 이들 코팅 기구(200)들에 모두 적용될 수 있다.

다음, 이하의 본 실시예 설명에서는 코팅 대상물을 (고속으로) 진행하는 강판(210)으로 한정하여 설명하고, 코팅물질(코팅매질)은 고체상태의 코팅물질을 '고상의 코팅물질(10)'로 설명하고, 고상의 코팅물질에서 가열되어 상변화된(용융된) 액체상태의 코팅물질을 '액상의 코팅물질(12)'로 설명하고, 액상의 코팅물질(12)이 가열되어 생성되는 증착증기(기체)는 '코팅증기(14)'로 설명한다.

또한, 고상의 코팅물질(10)이 가열되어 액상의 코팅물질(12)로 용융되는 상태를 '상 변화'로 설명한다.

한편, 바람직하게는, 고상의 코팅물질은 도 1,13 및 도 14에서 도시한 바와 같이, 일정 크기를 갖추어 운반이나 공급 환경이 용이한 잉곳(괴) 형태일 수 있다.

예를 들어, 도 1,13 및 도 14에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 코팅 기구(200)들은, 도금용액에 강판이 침지된 상태로 통과하면서 도금을 수행하는 방식과는 다른, 진공 분위기 하에서 코팅증기(14)를 증착시키어 강판(210)의 표면에 원하는 재질의 코팅을 구현하는 건식 코팅 기구일 수 있다.

한편, 본 발명의 코팅 기구(200)는, 도 2 내지 도 10에서 상세하게 설명하는 본 발명의 가열장치(1)의 가열부(20) 및 노즐수단(50)과 연계되는 코팅물질 공급관(52)의 적어도 일부를 밀봉 상태로 포위토록 제공되는 진공 쳄버(220)를 포함할 수 있다.

그리고, 진공 쳄버(220)에는 코팅 대상물인 강판(210)을 연속하여 고속으로 진행하기 위한 강판 이송롤(222)들이 진공 쳄버의 입측과 출측에 제공되고, 이와 같은 강판 이송롤(222)들은 쳄버 입측 및 출측에서 입구와 출구를 실링하는 역할도 할 수 있다.

또한, 본 발명의 코팅 기구(200)는, 다음에 상세하게 설명하는 가열부(20)의 코팅증기 발생튜브(40)와 연계되고, 발생된 코팅증기(14)를 강판(210)의 표면에 분출토록 제공된 분출구(232)를 구비하는 코팅증기 분출튜브(230)를 더 포함할 수 있다.

이때, 본 발명의 코팅증기 분출튜브(230)의 외곽으로는 튜브의 온도를 일정온도로 유지시키어 코팅증기의 온도저하를 방지하는 열선(234)이나 기타 가열요소가 제공될 수 있다.

따라서, 본 발명의 코팅 기구(200)에서는 가열장치(1)에서 발생된 코팅증기(14)가 코팅증기 분출튜브(230)에 구비된 분출 개구(232)에서 분출되고, 인접하여 진행되는 강판(210)의 표면에 코팅증기(14)가 분출 증착되어 코팅이 이루어지는 것이다.

물론, 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 강판의 최대 폭에 대응하여 튜브들은 길이는 갖는 구조로 제공됨은 당연하다.

다음, 도 1 내지 도 10을 토대로, 본 발명의 가열장치(1)의 여러 실시예또는 그 변형예들을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 가열장치(1)는 코팅 대상물(210)에 증착되는 코팅증기를 발생하도록, 공급된 고상의 코팅물질 (10)을 가열토록 제공되는 가열부(20) 및, 상기 가열부(20)의 내측에 배치되고, 공급된 고상의 코팅물질(10)이 수용, 안착된 상태에서 가열시, 액상의 고팅물질(12)로 상 변화된후, 액상의 코팅물질(12)을 가열부(20)에 배출토록 제공된 노즐수단(50)을 기본으로 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 가열장치(1)는 초기에는 가열부의 내측에 제공되는 노즐수단(50)에 잉곳 형태인 고상의 코팅물질(10)이 낙하하면서 안착 수용되고, 이때 고상의 코팅물질(10)은 가열시 상변화되어 액상의 코팅물질(12)로 생성되고, 노즐수단(50)을 통하여 액상의 코팅물질(12)은 다시 가열부(20)의 코팅증기 발생튜브(40)로 배출되고, 다시 가열되어 코팅증기(14)로 생성되고, 최종적으로 생성된 코팅증기(14)는, 코팅증기 분출튜브(230)의 분출개구(232)를 통하여 (고속)으로 진행되는 강판(210)의 표면에 증착되어 강판의 코팅이 수행된다.

이에, 본 발명의 가열장치(1)는, 종래 액상의 코팅물질을 바로 가열부에 공급하는 경우 발생하는 설비의 침식(손상) 문제를 해소하고, 또는 기존에 와이어를 코팅물질로 공급하는 경우의 코팅물질의 온도 저하를 억제할 수 있는 것이다.

즉, 취급과 공급이 용이한 일정 크기의 잉곳 형태의 고상의 코팅물질(10)을 가열부(20)에 공급하고, 다음에 보다 상세하게 설명하는 노즐수단(50)을 통하여, 초기에 공급된 고상의 코팅물질(10)은 노즐수단(50)의 내부에 안착, 수용된 상태에서, 가열하여 상변화된 액상의 코팅물질(12)은 노즐수단(50)의 측벽에제공된 노즐 개구(54)를 통하여 가열부(20)로 배출되기 때문에, 코팅증기(14)를 원활하게 생성할 수 있고, 초기부터 설비 침식의 우려가 있는 액상의 코팅물질(12)을 공급하지 않기 때문에, 설비 침식 등을 방지할 수 있는 것이다.

한편, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 가열장치(1)에서 상기 가열부(20)는, 전자기 유도를 통한 코팅물질의 가열을 가능하게 하는 전자기 코일(30)과, 상기 전자기 코일(30)의 내측에, 공급된 액상의 코팅물질(12)을 가열하여 코팅증기(14)의 생성을 가능토록 제공되는 코팅증기 발생튜브(40)를 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 가열장치(1)는, 기본적으로 전자기 코일(30) 즉, 적당한 턴수로 권취된 상부 전자기코일(32)과 상부 전자기코일과 적당하게 이격되고 적당한 턴수로 권취된 하부 전자기코일(34)로 구성된 전자기 코일(30)에 전원이 인가되면, 이때 발생하는 전자기 유도 전류를 이용하여 코팅물질을 가열하고, 코팅증기(14)를 발생시키어 강판의 코팅을 수행하는 것이다.

즉, 전자기 코일(30)의 내측에서 고주파 전류의 인가시 형성되는 전자기력으로 인하여, 노즐수단(50)의 내측에 낙하 안착된 고상의 코팅물질(10)은 액상의 코팅물질(12)로 상 변화되고, 액상의 코팅물질(12)은 노즐수단(50)의 노즐 개구(54)를 통하여 코팅증기 발생튜브(40)로 배출되어 수용되고, 다시 전자기력으로 가열되면서 금속증기인 코팅증기(14)로 생성된다.

그리고, 본 발명의 코팅기구(200)의 코팅증기 발생튜브(40)와 연계된 코팅증기 분출튜브(230)의 분출개구(232)를 통하여 분출되는 코팅증기(14)는 최종적으로 인접하여 진행하는 강판(210)에 증착되어 코팅이 이루어진다.

이때, 도 1,13 및 도 14에서 도시한 바와 같이, 본 발명 가열부(20)의 전자기코일(30)의 상, 하부 전자기 코일(32)(34)들에는 전원 공급기(36)가 연계되고, 별도의 부호로 표기하지 않았지만, 상기 전자기코일(30)에는 전자기 코일(고주파 코일)(30)의 아크발생을 차단하기 위한 절연구조가 제공되는데, 예를 들어 전자기 코일들은 캐스터블이나 세라믹의 충진재로 절연될 수 있다.

그리고, 도 1, 도 13 및 도 14에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 전자기 코일(30)의 내측에 배치되는 코팅증기 발생튜브(40)와 그 상부에 연결되는 코팅증기 분출튜브(230)는, 진공 쳄버(220)의 내측에 배치되는 것이 바람직한데, 전자기력을 이용하여 코팅물질을 가열하는 경우, 상당한 고열이 발생되고, 따라서 튜브들이 외부에 노출되는 경우 오염입자 등으로 아크가 발생할 우려가 있기 때문이다.

다음, 도 2 내지 도 10에서는 본 발명의 가열장치(1)에 구비되는 가열부 내측에 배치되는 노즐수단(50)의 여러 실시예들과 변형예들을 도시하고 있다.

이때, 도 1 내지 도 3에서는 가장 바람직한 실시예의 노즐수단(50)을 도시하고, 도 4 및 도 5는 다른 실시예의 노즐수단(50)을 도시하고, 도 6 내지 도 8에서는 낙하하는 고상의 코팅물질(10)의 낙하 충격을 완충하는 완충수단과 연계되는 노즐수단을 도시하고 있고, 도 9 및 도 11에서는 또 다른 실시예의 노즐수단(50)을 도시하고 있다.

따라서, 이하에서 본 발명의 노즐수단(50)에 대하여 상세하게 살펴본다.

먼저, 도 2 내지 도 5와 같이, 본 발명의 노즐수단(50)은 기본적으로 고상의 코팅물질(10)이 투입되는 코팅물질 공급관(52)의 하부에 제공되는데, 도 2 및 도 3과 같이, 공급관(52)의 하부에 연결관(58)을 매개로 연결되거나, 또는 도 4 및 도 5와 같이, 코팅물질 공급관(52)의 하부에 일체로 제공되는 것도 가능하다.

다만, 노즐수단(50)이 배치되는 영역이 가열부(20)의 전자기코일(30)의 내측으로, 고온이 형성되는 가열영역이기 때문에, 노즐수단(50)은 공급관(52)의 하부에 별도 재질의 연결관(58)을 매개로 연결되는 것이 바람직할 수 있다.

이때, 본 발명의 노즐수단(50)은 도 1 내지 도 5와 같이, 내부에 공급되는 고상의 코팅물질(10)이 안착 수용되고, 가열시 노즐수단의 내부 고상의 코팅물질(10)은 액상의 코팅물질(12)로 상변화되고, 따라서 이와 같은 액상의 코팅물질(12)을 가열부의 코팅증기 발생튜브(40)측으로 배출(낙하)시키는 측벽에 형성된 하나 이상의 노즐 개구(54)를 포함하는 노즐(56)을 포함한다.

이때, 노즐(56)은 원통체로서 바닥을 구비하여 막혀있어, 낙하되는 고상의 코팅물질(10)이 안착, 수용된다,

그리고, 도 1 내지 도 3과 같이, 본 발명의 노즐(56)은 원통체로서 내열소재인 그라파이트 재질로 제공되면서 노즐 측벽의 원주방향으로 적당한 수의 노즐개구(54)들이 관통 형성된다.

따라서, 노즐(56)의 바닥(미부호)에 공급관을 통하여 공급된 고상의 코팅물질(10)이 안착, 수용된후, 전자기력 인가를 통한 가열시 액상의 코팅물질(12)로 용융된다.

그리고, 상기 노즐(56)이 연계되는 공급관(52) 사이의 연결관(58)은 보론 나이트 등의 비전도성 재질의 원통체로 제공되는 것이 바람직한데, 비전도성으로 형성하는 이유는 전자기력 인가시 관이 과열될 수 있기 때문에, 비전도성 재질의 연결관(58)을 공급관(52)의 하부에 연결하고, 연결관(58)의 하부에 노즐(56)을 연결하는 것이다.

또한, 공급관(52)은 가열부(20)에 인접하여 신장되기 때문에, 열에 강한 내열성 그라파이트 원통체로 제공될 수 있다.

그런데, 도 4 및 도 5와 같이, 본 발명 노즐(56)을 공급관(52)의 하부로연결관 없이 일체로 형성하여 제공하는 것도 가능할 것이다. 물론, 이 경우 노즐은 공급관과 같은 그라파이트 재질로 성형된 구조물로 제공될 수 있을 것이다.

따라서, 도 1 내지 도 5에서 도시한 본 발명의 노즐수단(50)은, 공급관(52)을 통하여 공급된 잉곳(괴) 형태의 고상의 코팅물질(10)이 일차적으로 안착, 수용된 상태에서, 가열시 고상의 코팅물질은 상변화되어 액상의 코팅물질(12)로 제공되고, 노즐(56)의 측벽에 형성된 노즐개구(54)를 통하여 코팅증기 발생튜브(40)로 배출되고, 배출된 액상의 코팅물질(12)은 오목한 코팅증기 발생튜브(40)에서 전자기력 인가시 가열되어 코팅증기(14)로 생성되는 것이다.

따라서, 본 발명의 노즐수단(50)의 노즐(56)은 고상의 액상물질이 안착, 수용된 상태에서, 안정적인 가열을 가능하게 하고, 이는 액상의 코팅물질(12)로의 상변화 즉, 용융을 원활하게 하고, 결국 코팅증기의 생성도 원활하게 하는 것이다.

그리고, 초기에 액상의 코팅물질을 공급하지 않기 때문에, 공급 계통의 설비 부분이 침식될 우려도 없고, 와이어 등의 코팅물질 사용시의 코팅물질의 온도 저하도 억제하는 것이다.

다음, 바람직하게는 도 6 내지 도 8에서 도시한 바와 같이, 본 발명 가열장치(1)에서, 노즐수단(50)의 노즐(56)의 하부에 제공되는 완충수단(60)을 더 포함할 수 있다.

즉, 도 6 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 완충수단(60)은, 노즐수단(50)의 노즐(56)의 바닥(미부호)를 개구시키고, 그 하부에 완충수단의 홀더(62)를 연결하고, 상기 홀더(62)의 내부에 제공되는 하나 이상의 완충재(64)를 포함하는 것이다.

이때, 상기 완충재(64)는, 내열재질의 얇은 박판 등을 적층하여 제공하여, 공급관(10)을 통하여 낙하하는 일정 무게의 잉곳 형태인 고상의 코팅물질(10)의 낙하 충격을 완충할 수 있다.

예를 들어, 상기 바닥이 개구된 노즐(56)의 하부에 연결된 홀더(62) 내의 완충재(64)는 고열에 견디는 고순도 알루미나 박판 등으로 제공할 수 있다.

또는, 도 8에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 완충수단은, 공급관(52)의 하부에 일체 또는 연결관(58)을 매개로 제공되는 노즐(56)의 바닥 측에 높이(H)를 갖고, 용융된 액상의 코팅물질(12)이 노즐 개구(54)를 통하여 배출되지 않고, 일부 잔류하여 수용되는 액상의 코팅물질 수용부(66)로 제공되는 것도 가능하다.

따라서, 도 8에서 도시한 바와 같이, 공급관(52)을 통하여 투입된 최초 고상의 코팅물질(10)은 노즐(56)의 바닥에 안착, 수용되고, 전자기력 인가시 가열되어 액상의 코팅물질(12)로 용융되면, 본 발명의 다른 형태의 완충수단(60)의 수용부(66)에는 바닥에서 높이를 갖고있어 그 내부에 액상의 코팅물질(12)이 잔류 수용되고, 결국 차기 투입되어 낙하되는 고상의 코팅물질(10)은 상기 노즐 바닥측에 수용된 액상의 코팅물질(12)에 충돌하여 그 낙하 충격이 완화될 수 있는 것이다.

그리고, 고상의 코팅물질이 순차로 공급되어 순차로 가열되어 상변화된 액상의 코팅물질(12)은 노즐의 하부에 바닥측에 높이(H)를 갖고 제공되는 수용부(66)에 계속 잔류되고, 따라서 최초 공급되는 고상의 코팅물질 이후에 낙하되는 고상의 코팅물질들의 낙하 충격을 완충 가능한 것이다.

다음, 도 9 및 도 10에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 가열장치의 노즐수단(50)에 제공되는 노즐(56)의 측벽에 제공되는 노즐 개구(54)들을, 노즐의 원주방향으로 일정 간격을 갖고 조밀한 형태로 복수 개를 형성시키면, 노즐 개구에서 배출되는 액상의 코팅물질(12)이 가능한 코팅증기 발생튜브(40)에 균일하게 퍼지면서 배출되기 때문에, 코팅증기(14)의 생성을 원활하게 할 것이다.

다음, 도 1,2 및 도 13,14에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 가열장치(1)에서 최초 고상의 코팅물질(10)이 공급되는 코팅물질 공급관(52)의 내부로 진입 이동하는 헤더(72)를 포함하여 공급관 내의 코팅증기가 온도 저하로 냉각되면서 공급관(52)을 막는 것을 방지하고, 추가로 코팅증기(14)가 공급관(52)을 통하여 역류하는 것을 방지하기 위하여 제공되는 공급관 막힘방지수단(70)을 더 포함할 수 있다.

즉, 도 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 공급관 막힘방지수단(70)은, 공급관의 내부로 이동되는 헤더(72)를 이동토록 상기 헤더(72)와 연결아암(76)을 매개로 연결된 구동원(74)(수직 구동 실린더)를 포함할 수 있다.

이때, 바람직하게는 상기 공급관 막힘방지수단(70)의 헤더(72)는 도 2와 같이 상단 보다 하단의 직경이 작은 역사각형 형태로 제공되되, 적어도 코팅증기 분출튜브(230)와 공급관(52)이 만나는 경계부 즉, 도 1,13,14의 'A' 영역까지 이동하는 것이다.

결국, 본 발명의 경우 노즐수단(50)에 안착된 잉곳 형태의 고상의 코팅물질(10)은 전자기력 인가를 통한 가열시, 용융되어 생성된 액상의 코팅물질(12)은 노즐(56)의 개구(54)를 통하여 코팅증기 발생튜브(40)로 배출되고, 따라서 하나의 단위 고상의 코팅물질(10)이 공급관의 내부에 공급된 경우, 코팅증기(14)는, 노즐 개구(54)를 통하여 공급관(52)의 내부로 역류할 수 있다.

그런데, 앞에서 설명한 바와 같이, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 코팅기구(200)의 코팅증기 분출튜브(230)의 외측에는 튜브 내부의 온도를 일정이상으로 유지하여 강판 측으로 이동하는 튜브 내의 코팅증기의 온도 저하를 방지하는 열선(234) 등의 가열요소가 배치되어 있다.

따라서, 코팅증기 분출튜브의 내측에 진입된 공급관(52)의 경우에는 온도가 높기 때문에, 코팅증기가 역류하여도 냉각되면서 공급관을 막을 우려는 적지만, 코팅증기 분출튜브(40)에서 벗어난 공급관(52)의 내부에 역류된 코팅증기는 온도가 하락하여 냉각되고, 이는 고체의 코팅물질로 역으로 상변화되면서 공급관(52)을 막을 우려가 높은 것이다.

결국, 본 발명의 공급관 막힘방지수단(70)의 헤더(74)는 연결봉(76)을 매개로 연계된 구동원(72) 즉, 수직 구동되는 실린더의 작동으로 적어도 코팅증기 분출튜브(230)과 공급관(52)이 만나는 경계영역(도 1,13,14의 'A')까지 이동하여, 공급관을 차단하는 것이 필요한 것이다.

또한, 이와 같은 공급관(52)의 내부에서, 경계부(A)까지 이동하는 헤더(76)는 적어도 코팅증기(14)가 공급관 상부 입구를 통하여 외부 배출되는 증기 역류도 차단하는 역할도 할 것이다.

한편, 도 1 및 도 13,14에서는 개략적으로 도시하였지만, 본 발명의 노즐수단(50)의 상부에 연계되는 코팅물질 공급관(52)은, 진공 쳄버(220)의 벽을 관통하여, 다음에 상세하게 설명하는 도 1,13 및 도 14의 코팅물질 공급수단(80) (90)들과 연계되어 고상의 코팅물질(10)을 순차적으로 가열부(20)측에 공급할 수 있다.

이때, 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 상기 코팅물질 공급관(52)은바람직하게는 진공쳄버(220)의 벽과 코팅증기 분출튜브(230)(또는 코팅증기 발생튜브(40))를 관통하되, 코팅증기(14)의 외부 누출이나 외부 공기의 쳄버 내 유입을 차단하도록, 밀봉상태로 제공됨은 당연하다.

다음, 도 11 및 도 12에서 도시한 바와 같이, 상기 공급관(52)의 일지점에 연계되어 고상의 코팅물질 공급량을 제어하고 추가로 코팅증기의 공급관 역류를 추가로 차단토록 제공되는 공급관 차단수단(110)을 더 포함할 수 있다.

즉, 도 1에서, 진공체버(220)를 통과하는 공급관(52)과 진공쳄버(220)가 만나는 경계부위의 진공쳄버(220)상에 공급관 차단수단(110)을 더 제공할 수 있다.

예를 들어, 도 11 및 도 12에서 도시한 바와 같이, 공급관(52)의 중심을 기준으로 반원형의 개구(52a)를 형성시키고, 선단부가 반원형인 차단판(114)을 진공쳄버(220)상에 설치된 실린더(112)와 연결구(116)를 매개로 연결하면, 실린더의 전진 또는 후진에 따라 차단판(114)은 공급관(52)의 내부로 진입되면서 공급관의 내측면에 차단판의 모서리면이 밀착되어 공급관을 차단하게 된다.

이때, 바람직하게는 상기 차단판(114)의 표면에는 공급관 개구와의 밀봉성을 높이는 별도 내열성의 실링재(114a)가 제공되는 것도 가능할 것이다.

따라서, 도 11과 같이, 본 발명의 공급관 차단수단(110)의 차단판(114)은 공급관(52)을 통하여 투입되는 고상의 코팅물질(10)의 가열부 투입량을 조정하는 것을 가능하게 하면서, 앞에서 설명한 공급관 막힘 방지수단(70)의 헤더(72)와 연동하면서 헤더(72)가 차단판 상부에 위치하면, 상기 차단판(114)이 전진하여 공급관을 차단할 수 있을 것이다.

물론, 공급관(52)은 막힘 방지수단(70)의 헤더(72)가 코팅증기 분출튜브(230)와 공급관(52)이 만나는 경계부(A)까지 하강하여 코팅증기의 역류를 기본적으로 방지하나, 상기 차단판(114)은 보조적인 수단으로서 고상의 코팅물질(10)의 투입량을 조정할 수 있게 하고, 코팅증기의 역류도 차단할 수 있는 것이다.

예를 들어, 코팅증기의 발생량을 코팅 환경에 따라 증가하는 경우, 상기 차단판이 공급관 내부로 진입되면, 원하는 수로 고상의 코팅물질(10)을 적층하여 노즐수단(50)측으로 복수의 고상의 코팅물질(10)을 공급하는 공급량 제어가 가능하게 될 것이다.

다음, 도 1,13 및 도 14에서는, 본 발명의 코팅기구(200)에 포함되는 가열장치(1)에 고상의 코팅물질(10)을 노즐수단(50)과 연계되는 공급관(52)에 공급하는 코팅물질 공급수단(80)(90)들 도시하고 있다.

다만, 도 13은 도 1의 코팅물질 공급수단(80)의 변형예로서 기본 구조는 서로 유사하고, 도 14의 코팅물질 공급수단(90)은, 도 1,13의 코팅물질 공급수단(80)의 다른 실시예로서, 도 1,13은 강판(210)이 수직 방향으로 진행되는 형태의 코팅 기구(200)와 관련되고, 도 14는 강판(210)이 수평 방향으로 진행되는 형태의 코팅 기구(200)와 관련된 것이고, 이에 대응하여 진공쳄버, 가열부(20)와 코팅증기 분출튜브(230) 등의 배열에서만 차이가 있고, 실제 공급수단의 기본 구성은 유사하다.

즉, 도 1 및 도 13에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 코팅물질 공급관(52)과 연계되는 코팅물질 공급수단(80)은, 원통체인 하우징(81)의 내측에 회전 가능하게 제공되면서 고상의 코팅물질(10)들이 수용되는 코팅물질 수용부(82)를 구비하는 회전스텍(83)을 기본으로 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 회전스텍(83)은 스텍 자체를 다중 구조로 제공하는 것도 가능하나, 수직 방향으로 일체로 형성되어 수직방향으로 관통된 코팅물질 수용부(82)들을 포함하는 형태도 가능하다.

즉, 도 1 및 도 13에서 도시한 바와 같이, 코팅물질 공급수단(80)의 회전 스텍(83)은 원통 상의 수직으로 길게 신장된 형태로서 내부에는 코팅물질 수용부(82)가 형성되어 하우징(81)의 상부에 형성된 구멍(미부호)을 통하여 투입된 잉곳(괴) 형태의 고상의 코팅물질(10)이 수용부(82)에 다층으로 적재될 수 있다.

따라서, 진공쳄버(220)상에 설치된 지지대(미부호)상에 설치된 내부 공간을 갖는 케이싱(88)에 형성된 고상의 코팅물질 배출구(87)에서 하나의 단위 고상의 코팅물질(10)이 낙하하면, 케이싱(88)에 수평하게 설치된 실린더(89)의 로드에 구비된 푸싱구(89a)는 고상의 코팅물질(10)을 케이싱(88)의 반대측으로 공급관(52)의 상단 입구까지 이동시키어 고상의 코팅물질(10)은 코팅물질 공급관(52)을 통하여, 고상의 코팅물질(10)은 공급관(52)을 통하여 발명 노즐수단(50)의 내부에 안착 수용된다.

한편, 본 발명의 일 실시예의 코팅물질 공급수단(80)에서 상기 회전 스텍(83)은 도 1과 같이, 모터(84)로서 구동되는 벨트(85)(또는 체인 등)를 매개로 하우징(81)상에 베어링 등으로 조립된 회전축(86)이 회전하여 일체로 회전 작동될 수 있고, 이때 회전스텍은 일정 각도로 회전하면서 고상의 코팅물질(10)을 순차적으로 공급관(52)에 공급하게 된다.

또는, 도 13에서 도시한 바와 같이, 회전 스텍(83)에 조립되는 회전축(86)이 하우징(81)의 상부에 배치된 모터(84)와 직접 연결되어 회전 작동될 수 있다.

즉, 도 1과 도 13의 코팅물질 공급수단(80)은 회전스텍과 모터 배치 등에서만 차이가 있다. 이때, 도 1에서 모터(84)와 수평 작동되는 실린더(89)는 서로 간섭되지 않도록 배열하는 것은 당연하다.

한편, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 가열장치(1)에서, 상기 고상의 코팅물질 공급수단(80)에 제공되는 예열수단(100)을 더 포함하는 것이다. 다만, 도시하지 않았지만 도 14의 다른 공급수단(90)에도 예열 수단이 제공될 수 있음은 당연하다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 코팅물질 공급수단(80)의 회전 스텍(83)의 중앙으로 회전축(86)이 연결되는 일체로 된 회전 스텍(83)의 중앙부분이 수직방향으로 열선 또는 기타 가열요소 등의 예열수단(100)을 제공할 수 있다.

이 경우, 본 발명의 예열수단(100)은 고상의 코팅물질(10)을 예열하여 노즐수단(50)의 노즐(56)에 공급관(52)을 통하여 공급하기 때문에, 전자기력 인가를 통한 가열시, 고상의 코팅물질(10)은 더 원활하여 상변화(용융)되어 액상의 코팅물질(12)로 배출되고, 따라서 그 만큼 코팅증기(14)의 생성도 원활하게 할 것이다.

다음, 본 발명의 다른 실시예의 코팅물질 공급수단(90)은, 도 14에서 도시한 바와 같이, 코팅 기구(200)의 진공쳄버(220)의 일측으로 제공된 원통체의 케이싱(91)의 내측에 상측의 모터(92)가 연계되어 회전 가능하게 제공되는 원형의 회전 공급체(93)를 포함하고, 상기 회전 공급체(93)에는 적당한 간격으로 다수의 코팅물질 수용부(94)들이 구비된다.

따라서, 도 14와 같이, 벨트 컨베이어(95) 등을 통하여 연속하여 공급되는 잉곳 형태의 고상의 코팅물질(10)은 케이싱(91)의 개구부분(미부호)을 통하여 회전 공급체(93)의 수용부(94)에 순차로 투입되고, 회전 공급체의 회전시 케이싱의 바닥에 제공된 배출구((미부호)에서 고상의 코팅물질(10)은 공급관(52)을 통하여 가열부(20)의 내측으로 배치된 본 발명의 노즐수단(50)으로 공급되는 것이다.

이때, 도 14의 경우, 공급관(52)은 앞에서 설명한 공급관 막힘방지수단(70)의 헤더(72)가 내부를 진입하여 이동하도록 적어도, 앞에서 설명한 코팅증기 분출튜브(230)와 공급관(52)이 만나는 경계부(A)까지는 수평을 유지하도록 하는 것이 바람직하고, 이와 같은 헤더(72)는 공급관의 공급수단에서 연계된 수직부분과 수평부분의 경계부위에 형성된 개구(미부호)를 통과하여 관의 내부로 진입되고, 따라서 헤더(72)는 상기 개구부분을 차단하는 역할도 하고, 특히 고상의 코팅물질(10)을 공급관에서 노즐수단(50)으로 공급하는 푸싱기구의 역할도 한다.

그런데, 지금까지 설명한 본 발명의 코팅기구(200)에 제공되는 가열장치(1)에서, 고상의 코팅물질(10)을 액상의 코팅물질(12)로 상변화하도록 상기 고상의 코팅물질(10)이 안착되는 노즐수단(50)은, 도 1, 도 13 및 도 14와 같이, 적어도 가열부 전자기코일(30)의 상부 전자기 코일(32)과 하부 전자기 코일(34)의 사이로, 전자기 코일의 내측에 배치되는 것이 바람직할 것이다.

또한, 본 발명의 코팅 기구(200)에 구비된 가열장치(1)의 전자기 코일(30)은, 도 1,13에서 도시한 바와 같이, 진공쳄버(220)의 외부로 대기 상에 제공되거나, 또는 도 14와 같이, 진공 쳄버(220)의 내부에 제공되는 것도 가능하다,

다만, 전자기 코일(30)이 진공 쳄버(220)의 외부로 대기 상에 제공되는 경우, 진공쳄버(220)에 조립되는 절연 플랜지(240)의 외측에 포위되도록 전자기코일(30)을 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 절연 플랜지(240)는, 진공 부위기 하의 가열부(20)의 코팅증기 발생튜브(40)를 포위하면서 대기하에 배치되는 전자기 코일(30) 사이를 격리하는 격벽 역할을 한다.

이에 따라서, 지금까지 설명한 본 발명의 가열장치(1)와 이를 기반으로 하는 코팅 기구(200)의 경우, 액상 공급 방식을 채택하되, 공급된 고상의 코팅물질을 노즐수단의 내부에 수용한 후, 가열하여 상변화된 액상의 코팅물질을 가열부에 공급하기 때문에, 코팅증기의 원활하고 안정적인 생성을 가능하게 하고, 기타 고상의 코팅물질 예열과 특정위치에서의 코팅증기를 차단하여 공급관의 막힘 등을 방지하고, 결과적으로 고속 진행하는 강판의 코팅 품질이나 조업성을 향상시키는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims

코팅 대상물에 증착되는 코팅증기를 발생하도록, 공급된 코팅물질을 가열토록 제공된 가열부; 및,

상기 가열부의 내측에 배치되고, 공급된 고상의 코팅물질이 안착되어 가열시 액상의 고팅물질로 상 변화된 후 가열부로 배출토록 제공된 노즐수단;

을 포함하여 구성된 가열 장치.
제1항에 있어서,

상기 가열부는, 전자기 유도를 통한 코팅물질을 가열토록 제공된 전자기 코일; 및,

상기 전자기 코일의 내측에 배치되고 상기 노즐수단에서 배출된 액상의 코팅물질이 수용되면서 가열되어 코팅증기를 생성하는 코팅증기 발생튜브;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제1항에 있어서,

상기 노즐수단은, 고상의 코팅물질이 투입되는 코팅물질 공급관의 하부에 일체로 형성되거나 또는 연결되되,

내부에 수용된 고상의 코팅물질의 가열후 상변화된 액상의 코팅물질을 배출하는 측벽에 형성된 하나 이상의 노즐 개구를 포함하는 노즐;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제3항에 있어서,

상기 노즐은, 상기 코팅물질 공급관의 하부에 연결관을 매개로 연결되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제3항에 있어서,

상기 노즐의 바닥이 개구되고, 노즐의 하부에 연계되어 고상의 코팅물질의 낙하 충격을 완충토록 제공된 완충수단;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제5항에 있어서,

상기 완충수단은, 상기 노즐의 하부에 연결되는 홀더; 및,

상기 홀더의 내부에 제공되고 고상의 코팅물질이 낙하 충돌하는 하나 이상의 완충재;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제5항에 있어서,

상기 완충수단은, 노즐의 바닥 측에, 고상의 코팅물질의 가열후 상 변화된 액상의 코팅물질의 수용을 가능토록 제공되어, 낙하되는 고상의 액상물질이 충돌 완충토록 구성된 액상의 코팅물질 수용부;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제3항에 있어서,

상기 노즐에 구비된 노즐 개구는, 노즐의 원주방향으로 일정 간격을 갖고 복수 개가 제공되어 노즐 개구에서 배출되는 액상의 코팅물질이 가열부의 코팅증기 발생튜브에 균일하게 퍼지도록 구성된 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제3항에 있어서,

상기 코팅물질 공급관의 내부로 진입 이동되는 헤더를 포함하여 코팅증기로 인한 공급관 막힘을 방지하거나 코팅증기의 공급관 역류를 차단토록 제공되는 공급관 막힘 방지수단;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제9항에 있어서,

상기 공급관 막힘 방지수단은, 상기 헤더를 이동시키는 구동원을 포함하되, 상기 헤더는 적어도 코팅증기 분출튜브와 공급관이 만나는 경계부까지 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제3항에 있어서,

상기 코팅물질 공급관과 연계되는 고상의 코팅물질 공급수단;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제11항에 있어서,

상기 고상의 코팅물질 공급수단에 제공되는 예열수단;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
제3항에 있어서,

상기 공급관의 일지점에 연계되어 고상의 코팅물질 공급량을 제어하거나 코팅증기의 공급관 역류를 차단토록 제공되는 공급관 차단수단;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에서 기재된 가열장치;

상기 가열장치의 전체 또는 일부를 포위하면서, 진공 상태로 코팅대상물이 통과하여 가열장치에서 발생된 코팅증기가 증착 코팅되는 진공 쳄버; 및,

상기 가열장치에 구비된 코팅증기 발생튜브와 연결되고, 발생된 코팅증기를 코팅 대상물에 분출토록 제공된 분출개구를 구비하는 코팅증기 분출튜브;

를 포함하여 구성된 가열장치를 포함하는 코팅 기구.
제14항에 있어서,

상기 진공 쳄버를 통과하는 코팅 대상물은 강판으로 이루어지고, 상기 가열장치와 진공쳄버 및 코팅증기 분출튜브는 강판이 수평 또는 수직 이송되면서 코팅 가능하도록 배열이 조정되는 것을 특징으로 하는 코팅 기구.