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KR930000398B1 - 공기압식 분체 방사기 - Google Patents

공기압식 분체 방사기 Download PDF

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KR930000398B1
KR930000398B1 KR1019850010106A KR850010106A KR930000398B1 KR 930000398 B1 KR930000398 B1 KR 930000398B1 KR 1019850010106 A KR1019850010106 A KR 1019850010106A KR 850010106 A KR850010106 A KR 850010106A KR 930000398 B1 KR930000398 B1 KR 930000398B1
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사스가 노부오
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Abstract

내용 없음.

Description

공기압식 분체 방사기
제1도는 방사기의 제1실시예의 축선 방향 단면도.
제2도는 제2실시예의 상부의 축선 방향 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 방사기 본체 14 : 벤츄리
18, 58 : 측부흡입구 22 : 파이프
24 : 헤드 26, 28 : 홈
30 : 관상부분 34 : 개구
36 : 주입챔버 38 : 디퓨저
58 : 사이클론
본 발명은, 분체를 흡입하여 캐리어 유체(예를들면 공기)중에 분체 농도가 실제적으로 일정하도록 분체를 현탁시키고, 방시기에 대하여 이동하는 기체(基體)(예를들면 유리)상에 상기 서스펜젼을 분산시켜서, 상기 분체 또는 그 분해 생성물의 피막을 상기 기체상에 형성하는 공기압식 분체 방사기에 관한 것이다.
예를들면, 가열 유리로서 또는 광학 소자로서 사용하기 위하여, 어떤 종류의 전기적, 열적 또는 광학적 특성을 유리에 부여하기 위하여, 가열된 유리상에 분포시킨, 처음에는 분체의 형태의 화합물을 고온으로 분해하고, 산화하여 제조된 금속산화물 층을 유리에 피복함은 공지이다. 바람직한 특성이 유리의 전 표면상에서 균일하도록, 층의 두께의 변화를 가급적 작게할 필요가 있으며, 즉 이는 두께의 1%을 넘어서는 안된다. 따라서 분체는 극히 정밀하게 분배하지 않으면 안된다.
범용되는 분체 분배장치 중, 플레이트식 배량기가 잘 알려져 있다. 이 장치는 풀려서 실질적으로 유동성이 있는 분체의 일정하고 연속적인 흐름을 장치출구로 공급할 수 있다. 이와 같은 종류의 배량기는 본 출원인의 1985년 1월 4일자 불란서 특허출원 제85-00052호에 기재되어 있다. 분체는 배량기의 출구로부터 배출되어 이송중의 압축을 가능한 한 피하여 기체상에 분배된다. 상기의 압축방지에 관한 배려를 고려하지 않으면, 층 두께가 불규칙하게 되고 그 결과 외관, 광학적, 전기적 또는 열적 성능에 이상이 생긴다.
분체의 배출과 기체상의 분배 조작은 공지의 공기압식 방사기에 의하여 행할 수가 있다. 나팔 형태의 방사기가 알려져 있다. 이 형태의 방사기는 일반적으로 관상의 방사기 본체의 입구에 가는 단부를 접속한 흡입콘을 포함하며, 상기 본체는 구동 공기를 공급하는 측부 공급 파이프를 포함하며, 상기 파이프에 방사기 본체의 상기 입구와 흡입콘의 축선을 따라 뻗는 파이프의 단부와의 사이의 가는 환상간극을 갖는 환상 챔버(chamber) 안으로 개구되어 있다.
주입 공기는 간극의 출구로부터 음속으로 배출되어 파이프 입구에 부압을 형성한다. 콘 입구는 대기압으로서 부압이 아니므로, 분체 서스펜션의 흡입 흐름은 콘과 파이프로 도입된다. 도입 유량은 일반적으로 주입 유량의 약 50%이다. 용적 효율이 전술과 같이 크고 부압은 입구에 있어서 거의 영이므로, 이와 같은 종류의 방사기는 흡입된 분체 흐름의 내부에 생기는 요란(擾亂)의 증폭기로서 작용하며, 분체는 여기기(廬起器)의 역할을 한다. 따라서 입구에 나타나는 요란(예를들면 흡입된 혼합물중의 분체 농도의 변화)은 증폭되어 출구에서 보다 강해진다. 따라서 이와 같은 종류의 방사기는 불안정하며, 1% 이하의 정도(精度)로서 엷은 재료층을 피복한 기체를 제조함에는 부적당하다.
주입단을 벤츄리로 구성하고 현탁단을 벤츄리의 축선방향 연장부에 형성한 다른 형태의 방사기도 공지이다. 1차 공기와 분체와의 혼합물은, 벤츄리의 축선에 수직한 축선을 갖고 벤츄리의 노즐의 위치에 접속하는 입구를 통하여 흡입된다.
이와 같은 종류의 방사기의 경우 입구의 부압이 크며 유량이 적다. 따라서 이 방사기는 안정하며 전술한 특수한 용도에 적합하다고 사료된다. 그러나 실제로는 이 방사기의 안정범위는 극히 좁으며 벤츄리의 직경에 의하여 결정되므로, 소정의 방사기에 대하여 수정할 수는 없다. 또한 전공급량이 극히 적다. 또한 이와 같은 종류의 방사기는 벤츄리의 노즐이 흡입되는 공기/분체 혼합물의 유로에 있으므로 급속히 폐색할 염려가 있다. 상기 노즐 상에 생기는 분체층이 충분히 두꺼운 경우에는 방사기를 불안정하게 한다.
본 발명은, 공지의 방사기의 결점을 배제함을 목적으로 하며, 그러므로 흡입용의 부압능력과 특히 큰 정격 토출 유량을 가지며, 분체 배출에 기인하는 요란의 상대화를 기하여 전 토출 유량에 대하여 대기압하의 흡입 유량을 가급적으로 적게하도록 조절할 수 있는 공기압식 방사기를 제안한다.
상기 목적은, 본 발명에 의하여 분체의 흡입과 현탁용 캐리어 유체의 주입을 별개로 행함으로써 달성된다.
따라서, 본 발명에 관한 방사기는 a) 관상방사기본체의 입구단에 장착되어 1차 가스를 주입하는 벤츄리와 ; 벤츄리의 하류단에 대하여 어긋난 측부 흡입구를 포함하는 흡입단과, b) 방사기 본체의 내부에 동축으로 설치되고, 흡입구의 하류에서 본체에 고정하기 위한 나팔관상 헤드와, 출구단 쪽으로 가늘어지며 본체의 측벽과 함께 본체의 개구를 통하여 측부 구동 가스를 주입할 수 있는 주입 챔버를 형성하는 원추 대형의 관상부분을 포함하는 파이프와 ; 본체의 출구단에 고정되고, 내벽이 수렴부와 이것에 이어지는 발산부로 구성되고, 단면적이 최소인 존(Zone)이 파이프의 관상부분의 출구단의 범위에 있고, 상기 출구단과 함께 주입 챔버내의 가스의 통과를 위한 가는 환상간극을 형성하도록 배치된 관상디퓨저를 포함하는 주입단으로 이루어짐을 특징으로 한다.
파이프의 원추 대형의 관상부분의 길이는 가스/분체혼합물을 진정시킬 수 있도록 입구 내경의 적어도 10배로 하는 것이 유리하다.
제1실시예에 의하여, 측부흡입구는 벤츄리 하류단의 약간 하류에 개구된다. 다른 실시예에 의하여, 측부흡입구는 벤츄리 하류단의 상류에 개구된다.
어느 실시예에 있어서도, 흡입단과 주입단은 전토출 유량에 관계없이 흡입 유량을 변경할 수 있도록 서로 완전히 무관계하다. 따라서, 유량을 조절하여 용이하게 최적 방사조건을 얻을 수 있다. 즉 한편으로는 분체의 압축을 방지하고 그리고 분체 배출에 기인하는 요란을 무시할 수 있을 정도로 작게 하기 위하여, 전 토출 유량에 비해 대기압하의 유량이 가능한한 적도록 분체 흡입에 충분한 부압 조건을 달성하며, 다른 한편으로는 서스펜션의 토출을 위하여 큰 정격 유량 조건을 달성할 수 있다.
다음에 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
제1도는 방사기의 제1실시예의 축선 방향단면도, 제2도는 제2실시예의 상부의 축선 방향단면도이다.
제1도에 나타낸 방사기는 결합된 2개의 관상부재(10′, 10″)로 이루어진 본체(10)를 포함한다. 제1관상부재(10′)의 입구단은, 1차 가스를 주입하는 벤츄리(14)를 공지의 수단으로 동축에 고정한 슬리브 부분(12)에서 끝나 있다. 상기 벤츄리는 상기 부재(10′)의 내부에 형성된 흡입챔버(16)의 내부로 개구한다.
부재(10′)의 측벽에는, 분체 배량기로부터 분체를 흡인하는 파이프(도시하지 않음)를 접속할 수 있는 스터드(18)가 형성되어 있다. 이 스터드는 벤츄리의 축선에 대하여 1차 가스의 흐름방향으로 경사져 있으며, 벤츄리의 노즐(20)에 대하여 어긋나서 흡입 챔버(16)안으로 개구되어 있으며, 따라서 흡입된 분체가 벤츄리상에 특히 상기 노즐(20)의 약간 하류에 퇴적하는 일이 없다.
부재(10′), 스터드(18), 벤츄리(14)와 흡입챔버(16)는 방사기의 흡입단을 형성한다.
부재(10″)는 공지의 수단에 의해 부재(10′)에 결합되어 있다. 제1도의 실시예에서는, 부재(10′, 10″)와 동축인 파이프(22)에 의하여 내부에서 결합되어 있다. 따라서 이 파이프는 부재(10′, 10″)의 인접단의 내측 가장자리에 형성된 홈(26, 28)내에 수용되는 나팔상 헤드(24)를 갖고 있다. 상기 부재는 헤드에 삽입되거나 나사결합된다.
상기 파이프 헤드는 부재(10″)내에 거의 완전하게 포함되는 관상부재(30)로 이어진다. 상기 관상부분은 헤드(24)로부터 출구단까지 가느러진 원추대형의 외형과, 실질적으로 직경이 일정한 원통상의 내형을 갖고 있으며, 따라서 관상부분의 출구단의 벽 두께는 비교적 얇다.
파이프의 원추 대형의 관상부분의 길이는 가스와 분체의 혼합물을 진정화할 수 있도록 입구 내경의 적어도 10배로 하는 것이 유리하다.
흡입챔버(16)의 내측벽은 파이프 헤드(24)에 형성된 수렴 보어(32)를 통하여 관상 부분으로 점차적으로 이어진다.
부재(10″)의 벽에는, 부재(10″)와 관상부분(30)과의 사이에 형성된 환상주입챔버(36)에 정부(頂部) 구동 가스를 주입하기 위한 점선방향 개구(34)가 관통하여 형성되어 있다.
부재(10″)의 출구단에는, 내벽에 수렴부(40)와 이것에 이어진 발산부(42)를 갖고 있는 디퓨저(38)가 고정되어 있다. 수렴부(40)의 입구의 단면은 부재(10″)의 내부단면과 같으며, 가장 가는 존(44)은 관상부분의 출구단의 범위에 있으며, 상기 존의 단면은 상기 출구단의 단면보다 약간 크다. 따라서 정부가스를 발상부(42)로 보내는 가는 환상 간극(46)이 형성된다.
부재(10″)와 파이프(22)는 공기압식 방사기의 주입단을 형성한다.
제2도는 다른 실시예의 상부를 나타낸다.
이 실시예의 경우, 방사기의 흡입단은 변경되어 있으며 흡입스터드는 벤츄리의 노즐의 약간 하류에서 개구되도록 형성되어 있지 않다. 흡입스터드는 전술과 같이 벤츄리의 상기 노즐에 대하여 어긋나게 설치되어 있으나, 상기 노즐의 상류에서 개구되는 위치에 있다.
이 실시예는 분체 입자를 입경에 의존하여 선별할 수 있는 사이클론에 방사기를 조합할 경우에 특히 유리하다.
이 실시예의 경우, 흡입챔버(58)는 1차 가스를 공급하는 벤츄리(14)를 둘러싼 벽(55)을 갖는 사이클론의 내부 스페이스에 의해 형성된다. 이 사이클론은 가스 공급로(도시하지 않음)를 갖고 있다. 상기 챔버의 하류단은 제1도의 실시예의 흡입 챔버와 같이, 같은 주입단의 파이프의 나팔상 헤드에 접속되어 있다.
가스류에 현탁시킨 분체를 도입하는 흡입 스터드(58)는 사이클론의 상부에 형성되며, 상기 사이클론의 벽(55)에 대하여 접선 방향(경우에 따라서는, 벤츄리 축선에 대하여 경사진 방향)을 취하는 것이 유리하다.
제1, 2도에 나타낸 방사기의 기능을 다음에 설명한다. 벤츄리(14)에 1차 가스를 주입한다. 벤츄리는 분체 배량기로부터 파이프와 스터드(18, 58)를 통하여 분체를 흡인하는데 도움이 되는 부압을 흡입챔버(16, 56) 내에 형성한다. 흡입은 대기압에서 또는 실질적인 대기압에서 행해지므로, 분체는 배량기에 있어서와 같이 압축되지 않은 유동성의 상태로 유지된다. 따라서, 일정 유량의 미분(微粉)은 1차 가스에 의하여 파이프의 방향으로 구동된다. 상기 파이프에서 분체와 1차 가스는 그 진행에 따라서 긴밀하게 혼합하여 균일한 서스펜젼을 형성한다.
서스펜젼은 이어서 개구(34)를 통하여 주입된 측부 구동가스에 의하여 발산부(42)(제1도 참조)로 보내진다. 서스펜젼은 수렴부(40)와 간극(46)을 통과할때 고속(예를들면 음속)으로 가속된다. 측부 가스에 의하여 강하게 희석된 서스펜젼은 디퓨저(38)의 앞을 일정 속도로 이동하는 기체상으로 방사된다. 기체는 분체층 또는 분체의 분해 생성물의 층으로 피복된다.
제2도에 나타낸 바와 같이, 방사기를 사이클론과 조합했을 경우에는, 입경이 다른 분체 입자는 상기 사이클론의 내부에서 공급되고 각 분급된 카테고리의 입자는 다른 궤적을 그린다.
입자가 고속의 측부 구동 가스와 마주치면 본질적으로 최대의 입자는 크게 흐트러진 궤적을 그리며, 따라서 특히 상호간의 충격에 의하여 분해된 작은 입자로 된다.
본 발명에 의하여, 본 발명에 관한 방사기의 분체 흡인을 행하는 제1단과 구동 가스가 주입되는 제2단은 각각 다른 가스원을 사용하므로 전혀 무관계하게 작동한다. 따라서 공지의 방사기와는 달리 하나의 기능을 다른 기능과는 관계없이 변경할 수 있다. 따라서, 분체 배출에서 기인하는 요란이 무시될 수 있을 정도로 작게 흡입 유량과 전토출유량과의 비를 가능한한 작은 수치로 조절할 수 있다. 따라서 본 방사기의 안정점위는 공지의 방사기보다도 크다. 흡입용부압과 서스펜젼의 정격 토출 유량은 증가할 수 있다.
본 발명에 관한 방사기는 변동이 예컨대 농도의 1%를 넘지 않는 일정 농도의 서스펜션을 500~1000㎥/hr의 높은 토출 유량으로 공급할 수 있다.
1차 가스, 구동가스와 방사기의 접속된 사이클론의 작동가스 흐름은 일반적으로 공기이지만, 다른 가스(예를들면 질소)로 구성할 수도 있다.
본 발명에 관한 방사기의 흡입 유량은 극히 적으므로 공기 이외의 가스도 용이하게 사용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 공기압식 분체방식에 있어서, a) 관상 방사기본체(10)의 입구단에 장착되고 제1가스가 주입되는 벤츄리(14)와 ; 벤츄리의 하류단에 대하여 어긋난 측부흡입구(18, 58)를 포함하는 흡입단과, b) 상기 방사기 본체의 내부에 동축으로 형성되고, 상기 흡입구(18, 58)의 하류에서 본체에 고정되기 위한 나팔관상의 헤드(24)와, 출구단쪽으로 가늘어지고, 본체의 측벽과 함께 본체의 개구(34)를 통하여 측부 구동가스가 주입될 수 있는 주입챔버(36)를 형성하는 원추대형의 관상부분(30)을 포함하는 파이프(22)와, 본체의 출구단에 고정되고, 내벽이 수렴부(40)와 이것에 이어지는 발산부(42)로 구성되고, 단면적이 최소인 존이 상기 파이프의 관상부분(30)의 출구단의 범위에 있고, 상기 출구단과 함께 주입챔버(36) 내의 공기의 통과를 위한 가는 환상 간극(46)을 형성하도록 배치된 관상 디퓨저(38)를 포함하는 주입단으로 이루어짐을 특징으로 하는 공기압식 분체 방사기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방사기 본체(10)는 결합된 2개의 관상부재(10′, 10″)로 이루어지며, 인접단의 내측가장자리에 파이프의 헤드(24)의 둘레에 상기 부재를 장착하기 위한 홈(26, 28)을 갖는 것을 특징으로 하는 공기압식 분체 방사기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 파이프 헤드(24)가 보어(32)를 가지며, 상기 보어의 단면이 흡입챔버(16)의 단면과 같은 보어 입구단으로부터 상기 관상부분의 단면이 일정한 보어에 접속하기까지 점차 감소됨을 특징으로 하는 공기압식 분체 방사기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 측부 흡입구(18, 58)가 벤츄리 축선에 대하여 1차 가스의 흐름 방향으로 경사진 축선을 갖는 것을 특징으로 하는 공기압식 분체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 파이프(22)의 원추 대형의 관상부분(30)의 길이가 그 입구 내경의 적어도 10배임을 특징으로 하는 공기압식 분체 방사기.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 측부 흡입구(18)가, 1차 가스의 흐름방향에서 보아, 벤츄리의 하류의 약간 하류에서 개구되어 있음을 특징으로 하는 공기압식 분체 방사기.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 측부 흡입구(58)가, 벤츄리(14)의 하류단의 상류에 있어서, 벤츄리를 둘러싼 흡입챔버(56) 안으로 개구되어 있음을 특징으로 하는 공기압식 분체 방사기.
  8. 제7항에 있어서, 측부 흡입구(58)가 흡입챔버의 벽에 대하여 접선 방향으로 향하는 스터드로 구성됨을 특징으로 하는 공기압식 분체 방사기.
  9. 제1항 또는 제8항에 있어서, 흡입챔버(56)가 방사기에 결합된 사이클론(55)의 내부 스페이스로 이루어짐을 특징으로 하는 공기압식 분체 방사기.
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