KR102294406B1 - 금속 나노분말 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최소한의 간단한 구조로 피딩기(feeding machine)로부터 공급되는 금속 와이어를 용융시켜 공급하고, 그 용융되어 공급되는 금속 용융물을 간단한 작동원리를 이용한 동축반전(同軸反轉) 회전에 의한 원심방사에 의해 액막 상태에서 최종 액적 상태로 쪼개져 나노분말로 방사(放射)가 이루어질 수 있도록 피딩기로부터 공급되는 금속 와이어를 용융기를 거쳐 금속 용융물로 공급하는 금속재료 공급부; 및 상기 금속재료 공급부로부터 공급되는 금속 용융물을 동축반전 방식으로 회전되는 제1 동력원에 의해 회전되는 상부 방사판과 제2 동력원에 의해 상기 상부 방사판과 반대로 회전되는 하부 방사판 사이에서 원심방사에 의한 액막 상태의 무넘기 방식으로 타고 넘은 후 최종 액적 상태로 쪼개져 금속 나노분말로 방사하는 방사부;를 포함하는 금속 나노분말 제조장치를 제공한다.
그에 따라 저렴한 제작비용은 물론 설치면적 최소화로 인한 경제성이 우수한 효과와 함께 특히 단시간 내에 높은 생산량을 가짐과 아울러 우수한 품질의 금속 나노분말을 제공할 수 있는 효과를 가진다.

Description

금속 나노분말 제조장치{Metal nano powder manufacturing device}

본 발명은 금속 나노분말 제조장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 최소한의 간단한 구조로 피딩기(feeding machine)로부터 공급되는 금속 와이어를 용융시켜 공급하고, 그 용융되어 공급되는 금속 용융물을 간단한 작동원리를 이용한 동축반전(同軸反轉) 회전에 의한 원심방사에 의해 액막 상태에서 최종 액적 상태로 쪼개져 나노분말로 방사(放射)가 이루어질 수 있도록 한 금속 나노분말 제조장치에 관한 것이다.

금속 나노분말은 극히 미세한 입자 크기를 가지는 것으로, 기존 재료로부터 얻을 수 없는 독특한 특성, 즉 융점이 낮아지거나 활성도가 높아지는 특성으로 인하여 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있다.

나노입자는 1~100㎚의 직경을 가지며, 나노 입자의 제조된 소재는 동일한 화학적 조성 및 물리적 결정구조을 가지고 있다 하더라도 기존 소재에 비해 나타나지 않았던 특이한 물성을 나타내는 경우가 많다.

이러한 나노입자의 특이한 물성으로 인해 전자부품, 생활소재, 의료, 국방, 에너지, 환경소재 등의 분야에 큰 산업적 잠재력을 가지고 있으며, 일부는 상업화되어 가치가 확인되는 것들도 있다.

한편, 나노입자는 특이한 상황 때문에 해결해야 하는 문제점, 즉 큰 비표면적에 의한 분산의 어려움, 입자 산화에 관련된 화학적 안정성 문제, 제조 과정에서 균일한 크기의 입자를 획득하기 어려운 점을 내포하고 있다.

종래 나노입자를 합성하는 방법은 주로 화학적 합성법을 사용하고 있었으나, 산업의 고도화와 지구온난화 같은 환경적인 측면을 고려하며, 화학적 방법은 불순물에 의한 오염, 폐용액과 같은 화학적 부산물 발생, 화학물질 취급의 위험성 등과 같은 단점을 가진다.

그에 따라 기상법을 이용한 친환경적이면서 나노 분말의 대량생산이 가능한 다양한 형태의 시스템을 연결 개발 중에 있으며, 그 중에서 대량생산의 가능성이 큰 방법으로 플라즈마 가열법, 전기폭발법(pulsed wire discharge, PWD) 등을 이용한 물리적 방법이 사용되고 있다.

전기폭발법(pulsed wire discharge, PWD)은 전류를 커패시터에 충전한 후 대전압으로 펄스파워를 생성하여 순간적으로 금속 와이어에 방전함으로써 금속을 증발, 응축시켜 나노분말을 제조하는 방법이다.

전기폭발법(pulsed wire discharge, PWD)은 와이어 사용이 가능한 모든 금속 및 합금에 대해서 응용이 가능하며, 공정 분위기를 산소 혹은 질소를 사용함으로써 산화물, 질화물 제조에도 용이하게 응용될 수 있는 장점을 가지고 있다.

상기와 같이 금속 나노분말을 제조하기 위한 종래의 선행기술에는 대한민국 등록특허공보 제10-0394390호, 대한민국 등록특허공보 제10-0980364호, 대한민국 등록특허공보 제10-2029474호 등에 게시된 바 있다(이하 '선행기술문헌들 1'이라 한다).

또한, 분급 방식을 이용한 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0586302호, 대한민국 등록특허공보 제10-1555328호 등에 게시된 바 있다(이하 '선행기술문헌들 2'라 한다).

그러나 선행기술문헌들 1은 전기폭발법을 이용하는 것으로, 그 설비 구축에 여러 제한적인 단점을 가진다.

선행기술문헌들 2는 분급 방식에 따른 사이클론을 사용함으로 인해 설비의 대형화로 인한 설치면적, 과다한 투자비용 등과 같은 여러 단점을 가진다.

특히, 분급 과정을 거친 생산 분말의 생산 수율은 20% 미만 정도에 그치는 실정이며, 이에 따라 제조가격이 매우 높게 형성될 수밖에 없으며, 그로 인해 금속 나노분말의 사용 활성화를 저해하는 요인으로 작용하는 문제점을 가진다.

대한민국 등록특허공보 제10-0394390호 대한민국 등록특허공보 제10-0980364호 대한민국 등록특허공보 제10-2029474호 대한민국 등록특허공보 제10-0586302호 대한민국 등록특허공보 제10-1555328호

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결과제는 최소한의 간단한 구조로 피딩기(feeding machine)로부터 공급되는 금속 와이어를 용융시켜 공급하고, 그 용융되어 공급되는 금속 용융물을 간단한 작동원리를 이용한 동축반전(同軸反轉) 회전에 의한 원심방사에 의해 액막 상태에서 최종 액적 상태로 쪼개져 나노분말로 방사(放射)가 이루어질 수 있도록 한 금속 나노분말 제조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 구체적인 기술적 해결과제는 액막 상태에서 복수 번의 무넘기 방식으로 이동되도록 함에 따라 미립화와 균일성을 극대화할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 구체적인 기술적 해결과제는 방사된 금속 나노분말의 회수가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 구체적인 기술적 해결과제는 원심방사 방식에 의해 비산되는 금속 나노분말의 크기에 따른 크기별로의 포집이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 구체적인 기술적 해결과제는 금속 나노분말의 포집이 더욱더 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 구체적인 기술적 해결과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결수단은 피딩기로부터 공급되는 금속 와이어를 용융기를 거쳐 금속 용융물로 공급하는 금속재료 공급부; 및 상기 금속재료 공급부로부터 공급되는 금속 용융물을 동축반전 방식으로 회전되는 제1 동력원에 의해 회전되는 상부 방사판과 제2 동력원에 의해 상기 상부 방사판과 반대로 회전되는 하부 방사판 사이에서 원심방사에 의한 액막 상태의 무넘기 방식으로 타고 넘은 후 최종 액적 상태로 쪼개져 금속 나노분말로 방사하는 방사부;를 포함한다.

상기 상부 방사판은 상면에 제1 테두리턱 내측에 금속 용융물이 공급되어 수용되는 수용홈, 상기 제1 테두리턱과 소정 간격을 두고 상부 방사판의 외측 단에 형성되는 제2 테두리턱 사이에 마련되는 제1 히팅수단, 상기 제1 테두리턱의 내면 하단과 상면 사이의 원주에 밑면으로 금속 용융물이 흘러 내려가도록 동일간격으로 형성되는 복수 개의 배출홀, 및 상기 배출홀의 외측 상부 방사판의 밑면에 소정 간격을 두고 금속 용융물이 무넘기 방식으로 타고 넘는 적어도 하나 이상의 노즐턱이 형성되는 제1 노즐턱부를 포함한다.

상기 하부 방사판은 상면 외측에 상기 제1 노즐턱부의 각각의 노즐턱과 소정 간극을 갖도록 교호로 배치되어 금속 용융물이 무넘기 방식으로 타고 넘는 적어도 하나 이상의 노즐턱이 형성되는 제2 노즐턱부를 형성하되, 상기 제2 노즐턱부의 각각의 노즐턱은 상기 제1 노즐턱부의 각각의 노즐턱의 외측에 배치되며, 밑면 외측에 형성되는 한 쌍의 제3 테두리턱 사이에 마련되는 제2 히팅수단을 포함한다.

상기 방사부의 외측에 방사되는 금속 나노분말이 낙하되어 포집되는 포집 하우징; 상기 포집 하우징에는 방사되는 금속 나노분말의 크기에 따라 각각으로 분리되어 포집되는 포집 가이드부;를 포함하되, 상기 포집 가이드부는 상부에 상단이 뾰쪽한 형태이면서 내부가 중공되고 밑면이 개방되어 소정 간격으로 배치되는 각각의 가이드 부재, 상기 가이드 부재의 하부에 그 가이드 부재의 중공된 내부로 상부가 삽입되어 상기 각각의 가이드 부재 사이로 포집되는 각각의 금속 나노분말이 포집되는 각각의 포집공간과 상기 각각의 포집공간 사이에 각각의 기체배출공간이 형성되도록 마련되는 각각의 포집 가이드를 포함한다.

상기 각각의 포집공간의 하부에는 하단으로 각각의 정량배출 밸브가 형성되는 각각의 수집호퍼가 형성되는 것을 더 포함한다.

상기 포집 하우징에는 상부에 탈착 가능하게 형성되는 상부커버, 상기 상부커버에는 방사부로부터 방사되는 크기가 다른 금속 나노분말이 포집 가이드부로 신속하게 포집되도록 송풍기 및 상기 각각의 기체배출공간과 바이패스 라인으로 연결되는 2단 형태로 형성되는 각각의 에어 챔버, 상기 2단 형태의 에어 챔버에는 에어가 고르게 분사되도록 교호로 배치되는 각각의 에어 홀이 형성되는 것을 더 포함한다.

상기 각각의 기체배출공간과 송풍기 사이의 바이패스 라인에는 사이클론이 개재되는 것을 더 포함한다.

본 발명은 최소한의 간단한 구조로 피딩기(feeding machine)로부터 공급되는 금속 와이어를 용융시켜 공급하고, 그 용융되어 공급되는 금속 용융물을 간단한 작동원리를 이용한 동축반전(同軸反轉) 회전에 의한 원심방사에 의해 액막 상태에서 최종 액적 상태로 쪼개져 나노분말로 방사(放射)가 이루어질 수 있도록 함으로써, 저렴한 제작비용은 물론 설치면적 최소화로 인한 경제성이 우수한 효과와 함께 특히 단시간 내에 높은 생산량을 가짐과 아울러 우수한 품질의 금속 나노분말을 제공할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 액막 상태에서 복수 번의 무넘기 방식으로 이동되도록 함에 따라 미립화와 균일성을 극대화할 수 있도록 함으로써, 제품에 대한 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 효과도 가진다.

또, 방사된 금속 나노분말의 회수가 용이하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 설비에 대한 사용의 편리성을 제공할 수 있는 효과 또한 가진다.

또, 원심방사 방식에 의해 비산되는 금속 나노분말의 크기에 따른 크기별로의 포집이 용이하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 간편하면서 수거 효율성을 극대화할 수 있는 효과도 가진다.

또, 금속 나노분말의 포집이 더욱더 신속하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 수거 효율성을 더욱더 높일 수 있는 효과도 가진다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 단면도,
도 2는 도 1에 따른 일부 확대 단면도,
도 3은 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한 단면도,

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 단면도이며, 도 2는 도 1에 따른 일부 확대 단면도이고, 도 3은 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 단면도이다.

도시된 바와 같이 금속 나노분말을 제조하기 위한 방법에는 발명의 배경이 되는 기술에 기재한 바와 같이 다양한 방법이 제시되어 사용되고 있으나, 설비 구축에 여러 제한적인 단점을 가짐은 물론 설비의 대형화로 인한 설치면적, 과다한 투자비용 등과 같은 여러 단점을 가진다.

특히, 종래 금속 나노분말을 제조시 큰 비표면적에 의한 분산의 어려움은 물론 균일한 크기의 입자를 획득하기 어려운 단점 또한 가진다.

본 발명은 최소한의 간단한 구조로 피딩기(feeding machine)로부터 공급되는 금속 와이어를 용융시켜 공급하고, 그 용융되어 공급되는 금속 용융물을 간단한 작동원리를 이용한 동축반전(同軸反轉) 회전에 의한 원심방사에 의해 액막 상태에서 최종 액적 상태로 쪼개져 나노분말로 방사(放射)가 이루어질 수 있도록 한 금속 나노분말 제조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 금속 나노분말 제조장치(1)는 금속재료 공급부(10) 및 방사부(20)를 포함하는 기술적 구성을 가진다.

금속재료 공급부(10)는 적어도 하나 이상의 피딩기(12)인 금속 와이어가 권취된 권취 롤로부터 공지된 방식에 의해 일정 속도로 금속 와이어를 공급하고, 금속 와이어를 공급하는 과정에서 저항식 또는 비접촉 고주파 가열방식, 가스히터 등과 같은 용융기(14)를 거쳐 금속 용융물로 공급하는 기술적 구성을 가진다. 상기 금속 와이어가 공급되는 부분에는 안정적으로 금속 와이어를 공급하기 위한 한 쌍의 공급롤러(R)를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피딩기는 하나를 구비할 수 있음은 물론 생산량에 비례하여 복수 개를 구비하여도 무방하다.

방사부(20)는 이 출원의 핵심 기술적 구성으로, 상기 금속재료 공급부(10)로부터 공급되는 금속 용융물을 동축반전 방식, 즉 서로 반대방향으로 회전되는 제1 동력원(M1)에 의해 회전되는 상부 방사판(20A)과 제2 동력원(M2)에 의해 상기 상부 방사판(20A)과 반대로 회전되는 하부 방사판(20B) 사이에서 원심방사에 의한 액막 상태의 무넘기 방식으로 타고 넘은 후 최종 액적 상태로 쪼개져 금속 나노분말로 방사하는 기술적 구성을 가진다.

다시 말해서, 방사부는 금속 용융물이 상부 방사판과 하부 방사판 사이에서 무넘기 방식에 의한 액막 상태로 타고 넘게 됨에 따라 미립화와 균일성을 극대화할 수 있는 조건을 가진다.

이러한 방사부(20)를 구성하는 상부 방사판(20A)과 하부 방사판(20B)에 대한 구체적인 기술적 구성은 다음과 같다.

상부 방사판(20A)은 상면에 제1 테두리턱(22) 내측에 금속 용융물이 공급되어 수용되는 수용홈(21), 상기 제1 테두리턱(22)과 소정 간격을 두고 상부 방사판(20A)의 외측 단에 형성되는 제2 테두리턱(22A) 사이에 금속 용융물이 경화되지 않게 가열하도록 마련되는 제1 히팅수단(23), 상기 제1 테두리턱(22)의 내면 하단과 상면 사이의 원주에 밑면으로 금속 용융물이 흘러 내려가도록 동일간격으로 형성되는 복수 개의 배출홀(21A), 및 상기 배출홀(21A)의 외측 상부 방사판(20A)의 밑면에 소정 간격을 두고 금속 용융물이 무넘기 방식으로 타고 넘는 적어도 하나 이상의 노즐턱(25A)이 형성되는 제1 노즐턱부(25)를 포함는 기술적 구성을 가진다. 상기 제1 히팅수단(23)은 저항식 또는 비접촉 고주파 가열방식을 적용할 수 있음은 물론 가스히터 등과 같은 가열방식을 적용할 수 있다.

하부 방사판(20B)은 상면 외측에 상기 제1 노즐턱부(25)의 각각의 노즐턱(25A)과 소정 간극을 갖도록 교호로 배치되어 금속 용융물이 무넘기 방식으로 타고 넘는 적어도 하나 이상의 노즐턱(26A)이 형성되는 제2 노즐턱부(26)를 형성하되, 상기 제2 노즐턱부(26)의 각각의 노즐턱(26A)은 상기 제1 노즐턱부(25)의 각각의 노즐턱(25A)의 외측에 배치되며, 밑면 외측에 형성되는 한 쌍의 제3 테두리턱(27) 사이에 마련되는 제2 히팅수단(28)을 포함한다. 상기 제2 히팅수단은 전술한 제1 히팅수단과 동일한 기술적 구성을 가진다.

다시 말해서, 상부 방사판은 금속재료 공급부에서 공급되는 금속 용융물이 수용홈에서 회전에 따른 원심력에 의해 외측으로 흐름과 동시에 복수 개의 배출홀을 타고 하부 밑면으로 흐른 뒤 제1 노즐턱부의 노즐턱에서 무넘기 방식에 의해 타고 넘은 다음 후 하부 방사판의 제2 노즐턱부의 노즐턱을 거쳐 다시 무넘기 방식에 의해 타고 넘게 된다.

상기한 금속 용융물은 제1 노즐턱부와 제2 노즐턱부의 각각의 노즐턱에서 회전에 의해 무넘기 방식이 반복됨에 따라, 특히 상부 방사판과 하부 방사판은 동축반전으로 회전됨에 따라, 즉 서로 반대 방향으로 회전됨으로 인해 금속 용융물은 각각의 노즐턱에서 액막 형태로 균일성과 미립화가 이루어질 수 있게 된다. 즉 각각의 노즐턱에서 표면 마찰이 극대화됨에 따라 균일성과 미립화가 안정적으로 이루어짐과 동시에 최외측의 노즐턱에서의 액적에 전단력이 작용하여 나노 크기로 쪼개어 지면서 금속 나노분말로 방사가 이루어진다.

여기서, 방사되는 금속 나노분말은 원심력에 의해 비산되는 거리가 다른 것으로 크기별로 자동으로 분급된다. 즉 크기가 작고 가벼운 미세한 크기로부터 방사부 주변에서 낙하된다. 반면에 크기가 크고 무거운 크기는 방사부로부터 멀리까지 비산되면서 낙하된다.

그에 따라 원심력에 의해 비산되는 금속 나노분말은 크기별로 자동으로 분급되어 진다.

이렇게, 방사부는 복잡한 기술적 구성을 가지는 것이 아니라 간단한 기술적 구성을 가지면서 부피나 크기 또한 최소한으로 구축할 수 있어, 제작이 간단하면서 경제성도 우수할 뿐만 아니라 설치면적 또한 최소화할 수 있다.

특히, 본 발명의 방사부는 금속 용융물이 원심력에 의해 무넘기 방식에 의한 액막 상태로 균일성과 미립화로 인한 액적으로 방사시에도 우수한 금속 나노분말을 제작할 수 있음은 물론 제작되는 금속 나노분말은 원심 방사에 따른 크기별로 자동으로 분급되는 뛰어난 조건도 가진다.

한편, 상기 방사부(20)의 외측에는 그 방사부(20)에 방사되어 낙하되는 금속 나노분말이 원활하게 포집되도록 포집 하우징(30)을 구비하는 것이 바람직하다. 상기 포집 하우징은 방사되는 금속 나노분말이 크기별로 낙하되어 포집되도록 소정 높이를 가지는 통 형태이다.

다시 말해서, 상기 포집 하우징은 방사부로부터 방사되는 금속 나노분말이 크기별로 낙하되어 포집되는 것으로, 포집된 금속 나노분말을 크기별로 수거하여 상품으로 활용할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.

도시된 바와 같이 상기한 구성에서, 방사부로부터 방사되는 금속 나노분말이 원심력에 의해 크기별로 낙하되어 포집될 때 가급적 같은 크기의 나노분말만이 포집되도록 하는 기술적 구성도 제공한다.

방사부(20)의 외측에 방사되는 금속 나노분말이 낙하되어 포집되는 포집 하우징(30)을 포함한다.

상기한 포집 하우징(30)에는 방사되는 금속 나노분말이 크기에 따라 각각으로 분리되어 포집되는 포집 가이드부(40)를 포함하되, 상기 포집 가이드부(40)는 상부에 상단이 뾰쪽한 형태이면서 내부가 중공되고 밑면이 개방되어 소정 간격으로 배치되는 각각의 가이드 부재(42)와, 상기 가이드 부재(42)의 하부에 그 가이드 부재(42)의 중공된 내부로 상부가 삽입되어 상기 각각의 가이드 부재(42) 사이로 포집되는 각각의 금속 나노분말이 포집되는 각각의 포집공간(44A)과 상기 각각의 포집공간(44A) 사이에 각각의 기체배출공간(44B)이 형성되도록 마련되는 각각의 포집 가이드(44)를 포함한다.

미설명 부호 45는 방사부로부터 낙하되는 금속 나노분말을 포집 가이드부로 안내하기 위한 안내판이다.

상기에서, 각각의 포집공간(44A)의 하부에는 하단으로 각각의 정량배출 밸브(46A)가 형성되는 각각의 수집호퍼(46)가 형성되는 것을 더 포함한다.

상기에서, 각각의 포집공간의 하부에는 그 각각의 포집공간 내에 포집된 금속 나노분말이 각각의 수집호퍼로 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 회전되는 각각의 스크레이퍼를 구비하도 무방하다.

다시 말해서, 포집 하우징에 구비되는 포집 가이드부는 각각의 가이드 부재에 의해 방사부로부터 낙하는 각각의 금속 나노분말이 각각의 크기별로 분할되어 포집될 수 있도록 하면서 포집공간으로 포집되도록 한다.

그로 인해 방사부로부터 방사되는 금속 나노분말을 크기별로의 수거 효율성을 높일 수 있다.

아울러, 포집 가이드에 의해 가이드 부재의 중공된 부분에 형성된 기체배출공간은 가이드 부재에 의해 크기별로 분할되어 포집공간으로 포집되는 금속 나노분말이 포집될 때, 그 금속 나노분말과 함께 유입되는 공기는 물론 포집 하우징 내의 분위기 가스를 배출하도록 한다.

그로 인해 각 포집공간으로의 금속 나노분말의 포집 효율성 또한 높일 수 있도록 하면서 각각의 수집호퍼로의 배출 또한 원활하게 이루어지면서 양질의 금속 나노분말을 수집할 수 있다.

그리고 각각의 포집공간의 하부에 마련되는 각각의 수집호퍼는 각각의 포집공간으로 수집되는 크기별로의 금속 나노분말을 더욱더 효율적으로 수거할 수 있도록 하는 기술적 구성을 가지는 것으로, 정량배출 밸브에 의해 정확한 수량으로 포장할 수 있는 편리성을 제공한다.

한편, 상기 포집 하우징(30)에는 상부에 탈착 가능하게 형성되는 상부커버(50), 상기 상부커버(50)에는 방사부(20)로부터 방사되는 크기가 다른 금속 나노분말이 포집 가이드부(40)로 신속하게 포집되도록 송풍기(52) 및 상기 각각의 기체배출공간(44B)과 바이패스 라인(54)으로 연결되는 2단 형태로 형성되는 각각의 에어 챔버(55), 상기 2단 형태의 에어 챔버(55)에는 에어가 고르게 분사되도록 교호로 배치되는 각각의 에어 홀(55A)이 형성되는 것을 더 포함한다. 상기 포집 하우징의 내부 상부에도 방사되는 금속 나노분말이 포집 가이드부 측으로 원활하게 안내하도록 하는 추가적인 에어 분사부를 구비하여도 무방하다.

상기에서, 에어 챔버를 2단 형태로 형성하는 것은 공기의 분배가 비교적 균일하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 바이패스 라인은 공기 배출공간에서 배출되는 공기와 분위기 가스를 활용하기 위함이다.

그에 따라 방사부에서 방사되는 금속 나노분말이 크기로부터 원심력에 의해 자동으로 분급되는 과정에서 상부에서 공급되는 공기에 의해 원심력과 크기에 의해 낙하는 것에 비하여 더욱더 신속하게 포집 가이드부로 신속하게 안내될 수 있다. 이는 포집 효율성을 더욱더 높일 수 있는 기술적 구성이다.

특히, 포집 가이드부의 각각의 포집공간 내에 포집된 금속 나노분말의 상부를 가압하는 것과 역할로 인해 포집공간 내의 금속 나노분말의 배출 효율성을 더욱더 높일 수 있는 부수적인 조건도 가진다.

그리고 상기 각각의 기체배출공간(44B)과 송풍기(52) 사이의 바이패스 라인(54)에는 사이클론(S)이 개재되는 것을 더 포함한다.

즉, 바이패스 라인을 통하여 혹여 포집 하우징 내의 일부 미세한 금속 나노분말이 공기와 분위기 가스와 함께 공급될 수 있는 것이므로 이를 사이클론에서 제거하여 순수한 공기만을 공급할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

1 : 금속 나노분말 제조장치
10 : 금속재료 공급부 12 : 피딩기
14 : 용융기 20 : 방사부
20A : 상부 방사판 20B : 하부 방사판
21 : 수용홈 21A : 배출홀
22 : 제1 테두리턱 22A : 제2 테두리턱
23 : 제1 히팅수단 25 : 제1 노즐턱부
25A, 26A : 노즐턱 26 : 제2 노즐턱부
27 : 제3 테두리턱 28 : 제2 히팅수단
30 : 포집 하우징 40 : 포집 가이드부
42 : 포집 가이드 부재 44 : 포집 가이드
44A : 포집공간 44B : 기체배출공간
45 : 안내판 46 : 수집호퍼
46A : 정량배출 밸브 50 : 상부커버
52 : 송풍기 54 : 바이패스 라인
55 : 에어 챔버 55A : 에어 홀

Claims (7)

1. 피딩기로부터 공급되는 금속 와이어를 용융기를 거쳐 금속 용융물로 공급하는 금속재료 공급부; 및
   상기 금속재료 공급부로부터 공급되는 금속 용융물을 동축반전 방식으로 회전되는 제1 동력원에 의해 회전되는 상부 방사판과 제2 동력원에 의해 상기 상부 방사판과 반대로 회전되는 하부 방사판 사이에서 원심방사에 의한 액막 상태의 무넘기 방식으로 타고 넘은 후 최종 액적 상태로 쪼개져 금속 나노분말로 방사하는 방사부;를 포함하는 금속 나노분말 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상부 방사판은 상면에 제1 테두리턱 내측에 금속 용융물이 공급되어 수용되는 수용홈, 상기 제1 테두리턱과 소정 간격을 두고 상부 방사판의 외측 단에 형성되는 제2 테두리턱 사이에 마련되는 제1 히팅수단, 상기 제1 테두리턱의 내면 하단과 상면 사이의 원주에 밑면으로 금속 용융물이 흘러 내려가도록 동일간격으로 형성되는 복수 개의 배출홀, 및 상기 배출홀의 외측 상부 방사판의 밑면에 소정 간격을 두고 금속 용융물이 무넘기 방식으로 타고 넘는 적어도 하나 이상의 노즐턱이 형성되는 제1 노즐턱부를 포함하는 금속 나노분말 제조장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 하부 방사판은 상면 외측에 상기 제1 노즐턱부의 각각의 노즐턱과 소정 간극을 갖도록 교호로 배치되어 금속 용융물이 무넘기 방식으로 타고 넘는 적어도 하나 이상의 노즐턱이 형성되는 제2 노즐턱부를 형성하되, 상기 제2 노즐턱부의 각각의 노즐턱은 상기 제1 노즐턱부의 각각의 노즐턱의 외측에 배치되며, 밑면 외측에 형성되는 한 쌍의 제3 테두리턱 사이에 마련되는 제2 히팅수단을 포함하는 금속 나노분말 제조장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 방사부의 외측에 방사되는 금속 나노분말이 낙하되어 포집되는 포집 하우징; 상기 포집 하우징에는 방사되는 금속 나노분말이 크기에 따라 각각으로 분리되어 포집되는 포집 가이드부;를 포함하되, 상기 포집 가이드부는 상부에 상단이 뾰쪽한 형태이면서 내부가 중공되고 밑면이 개방되어 소정 간격으로 배치되는 각각의 가이드 부재, 상기 가이드 부재의 하부에 그 가이드 부재의 중공된 내부로 상부가 삽입되어 상기 각각의 가이드 부재 사이로 포집되는 각각의 금속 나노분말이 포집되는 각각의 포집공간과 상기 각각의 포집공간 사이에 각각의 기체배출공간이 형성되도록 마련되는 각각의 포집 가이드를 포함하는 금속 나노분말 제조장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 각각의 포집공간의 하부에는 하단으로 각각의 정량배출 밸브가 형성되는 각각의 수집호퍼가 형성되는 것을 더 포함하는 금속 나노분말 제조장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 포집 하우징에는 상부에 탈착 가능하게 형성되는 상부커버, 상기 상부커버에는 방사부로부터 방사되는 크기가 다른 금속 나노분말이 포집 가이드부로 신속하게 포집되도록 송풍기 및 상기 각각의 기체배출공간과 바이패스 라인으로 연결되는 2단 형태로 형성되는 각각의 에어 챔버, 상기 2단 형태의 에어 챔버에는 에어가 고르게 분사되도록 교호로 배치되는 각각의 에어 홀이 형성되는 것을 더 포함하는 금속 나노분말 제조장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 각각의 기체배출공간과 송풍기 사이의 바이패스 라인에는 사이클론이 개재되는 것을 더 포함하는 금속 나노분말 제조장치.
   

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