KR101564972B1

KR101564972B1 - 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치

Info

Publication number: KR101564972B1
Application number: KR1020140035705A
Authority: KR
Inventors: 김현승
Original assignee: 김현승
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2015-11-02
Also published as: KR20150112163A

Abstract

본 발명은 물의 흐름에 의한 비중의 차이로 천연의 유색광물로부터 회화안료로 사용되는 천연석채를 추출하는 장치에 관한 것으로, 일정 용적을 갖는 통 형상으로 하부가 역삼각형으로 이루어진 추출용기가 구비되고, 추출용기 내부 중심에 설치된 회전축 단부에 결합된 임펠러를 회전시켜 일정 방향으로 소용돌이를 형성시키는 모터가 추출용기 상부에 설치되며, 추출용기 하단에 추출용기 내에서 침강된 광물입자와 물의 배출을 단속하는 배출밸브가 설치된 배출관이 결합되고, 추출용기 상부 일측에 추출용기 내에서 물이 회전하는 방향에 대응하는 방향으로 결합되어 물과 함께 비중에 의하여 물에 부유하는 광물입자가 송수되는 배수관이 결합된 추출장치가 구성되고, 상기 추출장치가 일정 거리를 두고 복수 단으로 직렬 설치되되, 추출장치는 인접한 추출장치 사이에 각각 배수관이 연결되며, 배수관은 해당 추출장치에서 배출된 일정 크기 이하의 광물입자가 포함된 물을 송수하여 일정 크기의 광물입자를 각각의 추출장치에서 수선비중의 차이로 추출하는 것이다. 본 발명은 천연유색광물 별로 광물입자의 비중과 모터의 회전수, 필터 망목의 크기 변화, 그리고 임펠러의 위치 및 수를 조정하여 단시간 내에 각기 다른 색감과 명도 및 채도를 구분할 수 있는 규격화된 광물입자를 자동으로 분리할 수 있어 광물입자의 표준화와 더불어 천연석채를 보다 효율적으로 생산할 수 있는 것이다.

Description

수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치{Apparatus for Extraction Natural Mineral Pigment using Difference of Specific Gravity from Water Current}

본 발명은 수선비중(水旋比重) 차이를 이용하여 천연석채를 분리 및 추출하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물의 흐름에 의한 비중의 차이로 천연의 유색광물로부터 회화안료로 사용되는 천연석채를 추출하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 원심분리기는 원심력을 이용하여 균질액을 여러 부분으로 나눌 목적으로 가장 많이 이용되는 기계로서, 균질액을 시험관에 넣고 원심분리기를 고속으로 회전시키면 입자의 크기와 밀도에 따라 물질을 분리하는 것이다. 원심분리기의 성능은 중력에 대하여 몇 배의 원심력이 생기는가에 따라 결정되며, 이를 원심 효과(원심가속도/중력가속도)라고 한다. 원심력의 크기는 질량ㅧ반지름ㅧ각속도의 제곱이므로 원심 효과는 원심분리기의 반지름과 회전 속도에 의하여 정해진다. 회전 속도는 보통 매분 1,000회전부터 수만 회전의 것까지 있으며, 회전 속도에 따라 저속원심분리기(탁상용 원심분리기), 고속 원심분리기, 초원심 분리기 등으로 구분된다. 원심분리기는 서로 용해하지 않는 비중이 다른 액체 상태를 분리할 때도 사용되며 크게 원심침강기와 원심여과기로 나누기도 한다.

종래에 입자의 크기가 상이한 물질, 특히 광물을 입자별로 분리하여 추출하기 위하여 원심력을 이용한다. 즉 원심력에 의하여 입자가 큰 광물은 침강하고 입자가 작은 광물은 상승하는 원리가 적용된 분리장치를 사용한다. 그러나 추출된 입자는 균등하지 않아 추출하는 시간 및 비용이 증가하는 문제가 있었다.

특히, 회화에 필요한 안료등급의 천연석채에는 5~10미크론 정도의 극미립자의 추출이 필요하나, 일반적인 풍력에 의한 입자별 비산거리에 따른 추출이나 거름채의 진동에 의한 추출은 미세입자의 구분에 한계가 있거나 그 추출이 불가능하므로 반드시 수선비중(水旋比重)을 이용해야 한다.

본 발명과 관련된 선행기술로서, 특허문헌 1은 하부에 금속 가루 배출구(11)와 상부로 광석 가루 투입구(12)를 갖고, 이와 동시에 광석 가루 투입구(12)보다 낮은 위치에 형성되어 물보다 비중이 가벼운 슬러지가 배출되는 슬러지 배출구(13)를 갖고 물과 광석 가루가 함께 투입되는 교반통(10)과; 상기 교반통(10)내에 위치되어 물과 광석 가루를 교반시킴과 동시에 회전 원심력을 부여하는 교반날개(20)와; 상기 교반날개(20)를 회전 구동시키는 교반용 구동모터(30) 및; 상기 금속 가루 배출구(11)를 개폐시키는 금속 가루 배출용 도어(40);를 포함한 것을 특징으로 하는 비중 및 원심력을 이용한 금속광물 분리 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 2는 유체의 회전유입 시 발생하는 원심력을 이용하여 비중차에 따라 불순물을 분리 제거하고 비중차에 의하여 분리 제거되지 않은 불순물을 출구측에 설치된 미세필터에 의해 다시 한 번 걸러줌으로써 다량의 불순물을 정밀하게 걸러줄 수 있는 복합구조의 기능성을 가진 필터가 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 3은 상단에 기체유입구(9)가 형성되고 하단에 액화저장조(7)이 연결된 수직입설한 원통형 동체(3)의 외주면에 외피(4)를 씌워 동체(3)와 외피(4)사이에 격벽(4′)로 분리되는 상방의 가열챔버(5)와 하방의 냉각챔버(6)를 형성하고 동체(3)내에 나선익편(2)을 갖는 원통형 지지관(1)을 익편(2)의 외주가 동체(3)내면에 밀접되게 삽설 고정하며 동체(3)하단에 내단부가 하향 절곡된 배출관(8)을 부설하여서 된 진공기체 원심비중 분리장치가 개시되어 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0133434호(2012.12.11. 공개) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0401764호(2005.11.22. 공고) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0023349호(1982.11.13. 공고)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 천연 유색광물에서 회화 안료용 천연석채를 비중을 이용한 방식으로 규격화된 필터로 선별된 광물입자의 편차와 상이한 광물입자들을 규격화하기 위한 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 복수의 추출장치를 직렬로 연결하고 각 추출장치에 추출하려는 광물입자에 따라 차별된 필터를 각각 사용하여 안료로 사용할 수 있는 광물입자 크기로 브러시 등의 화구를 이용하여 도채할 때에 광물의 종류와 자체 비중별로 특정 입자의 크기를 초과하면 일반적인 회화용 교착제로 점착이 불가할 뿐만 아니라 교착제 농도를 무턱대고 증가시키면 도채면이 트거나 갈라지거나 또는 흘러내리거나 씻겨나는 현상이 없도록 교착제에 의한 안착 가능한 범위 내에서 다양한 크기의 천연석채 입자를 추출하여 각기 다양한 크기의 천연석채 입자가 가시광선에 의한 색감과 채도를 다르게 보여 줄 수 있도록 하고, 이를 근거로 색감과 채도, 명도 등의 차이를 표준화하기 위한 것이 다른 목적이다.

또한, 본 발명은 복수의 추출장치로부터 추출된 광물입자를 다시 추출장치에 투입한 후 임펠러의 회전 속도의 가감 조절로 더욱 세밀한 천연석채 입자를 추출하기 위한 것이 또 다른 목적이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 천연석채를 추출하는 장치에 있어서, 일정 용적을 갖는 통 형상으로 하부가 역삼각형으로 이루어진 추출용기가 구비되고, 추출용기 내부 중심에 설치된 회전축 단부에 결합된 임펠러를 회전시켜 일정 방향으로 소용돌이를 형성시키는 모터가 추출용기 상부에 설치되며, 추출용기 하단에 추출용기 내에서 침강된 광물입자와 물의 배출을 단속하는 배출밸브가 설치된 배출관이 결합되고, 추출용기 상부 일측에 추출용기 내에서 물이 회전하는 방향에 대응하는 방향으로 결합되어 물과 함께 비중에 의하여 물에 부유하는 광물입자가 송수되는 배수관이 결합되며, 배수관 입구에 일정 크기의 광물입자만 통과시키는 필터가 결합된 추출장치가 구성되고, 상기 추출장치가 일정 거리를 두고 복수 단으로 직렬 설치하되, 추출장치는 인접한 추출장치 사이에 각각 배수관이 연결되며, 배수관은 해당 추출장치에서 배출된 일정 크기 이하의 광물입자가 포함된 물을 송수하여 일정 크기의 광물입자를 각각의 추출장치에서 수선비중의 차이로 추출하는 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치를 제공한 것이 특징이다.

또한, 본 발명에서, 상기 추출용기 상단에 모터 회전축을 지지하는 축 지지부재가 설치되고, 상기 추출용기 측면에 모터의 작동을 제어하는 작동스위치가 구비되며, 상기 추출용기의 하부 외주연에 추출용기를 지면으로부터 고정 지지하는 고정부재가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 배수관으로 연결된 첫 번째 추출장치에 물을 급수하는 급수관이 설치되고, 급수관 내에 물의 공급을 단속하는 전자밸브가 설치되며, 마지막 추출장치 상부에 수위를 감지하는 수위감지센서가 설치되며, 수위감지센서의 감지신호로 전자밸브를 작동시켜 급수관을 폐쇄시키는 제어신호를 출력하는 제어반이 더 포함될 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 제어반은 각 추출장치에 설치된 모터의 회전수를 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 추출장치에서 추출하기 위한 광물입자에 따라 추출용기의 지름과 높이에 따른 내용적과 추출용기에 채워지는 물의 양 및 추출용기에 투입되는 광물의 중량과 더불어 회전축의 길이 조절과 임펠러의 개수 및 표면적을 조정할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 배수관은 물을 공급하는 추출용기 상부와 물을 공급받은 추출용기 하부에 연결되되, 배수관은 물을 공급하는 추출용기 표면에 일정 각도로 접하여 관통 결합될 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 필터는 원형 또는 타원형으로 배수관 입구에 장착되어 일정 크기의 광물입자만 통과시키는 100~3,000 망목으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 추출용기는 투명 또는 반투명한 재질로 이루어지거나 또는 불투명한 재질로 일측면에 내부를 볼 수 있는 감시창이 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 천연유색광물 별로 광물입자의 비중과 모터의 회전수, 필터 망목의 크기 변화, 그리고 임펠러의 위치 및 수를 조정하고, 추출된 광물입자를 복수의 추출장치에 재투입하여 반복하여 추출함으로써 추출장치의 연결 개수를 최소화할 수 있고, 무한한 입자 세분효과와 극도로 세밀한 입자의 구분이 가능하여 단시간 내에 각기 다른 색감과 명도 및 채도를 구분할 수 있는 규격화된 광물입자를 자동으로 분리할 수 있어 광물입자의 표준화와 더불어 천연석채를 보다 효율적으로 생산할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시 예로, 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수선비중 차이를 이용한 복수의 천연석채 추출 장치를 직렬로 다단 연결 설치한 것을 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 수선비중 차이를 이용한 복수의 천연석채 추출장치의 추출용기에 배수관 및 필터의 설치 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치에서 제어반의 제어로 구동되는 구성요소를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치에서 추출하기 위한 표준입자의 크기와 모터의 회전수를 나타낸 표이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치의 작동을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명에 따른 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서, 천연석채 추출장치(100)는 천연의 유색광물에서 회화문화재의 보수나 전통 단청에 사용되는 회화용 안료가 되는 천연석채를 추출하는 것으로, 수선비중, 즉 회전하는 물에서 광물입자의 비중에 따라 부유하는 광물입자를 추출하는 것이다.

추출용기(10)는 일정의 내부 용적을 갖는 통 형상으로 하부가 역삼각형으로 이루어진 것이다. 추출용기(10)는 원통 형상으로 이루어진 것이 좋다. 추출용기(10)는 투명 또는 반투명한 합성수지 재질이거나 또는 스테인리스 등의 금속이 적용된다. 더욱이 추출용기(10)는 불투명한 재질로 구성되되, 일측면에 내부를 투시할 수 있는 감시창이 형성되어 있어도 좋다.

추출용기(10) 상부에는 모터(20)가 설치되고, 모터(20)는 추출용기(10) 내부 중심으로 회전축(26)이 연결 설치된다. 회전축(26) 단부에는 임펠러(27)가 장착된다. 임펠러(27)는 추출용기(10)의 하부 중심부에 위치시킨다. 따라서 모터(20)의 회전축(26)에 설치된 임펠러(27)는 모터(20)의 회전력에 의하여 회전되어 추출용기(10) 내에 급수된 물을 일정 방향으로 소용돌이 형상으로 회전시킨다. 임펠러(27)의 회전으로 물이 소용돌이치면서 회전하여 물에 포함된 다양한 크기의 광물입자가 회전되고, 광물입자의 비중에 의해 큰 입자는 추출용기(10) 내에서 아래로 침강시키고 상대적으로 작은 입자는 위로 부유되게 한다.

추출용기(10) 하단에는 추출용기(10) 내에서 침강된 광물입자와 물의 배출을 단속하는 배출밸브(36)가 설치된 배출관(35)이 결합되어 있다. 즉 모터(20)가 정지한 상태에서 배출밸브(36)를 개방시켜 추출용기(10) 내부 아래에 침강된 광물입자와 물을 배출관(35)을 통해 배출시킬 수 있도록 한다.

또한, 추출용기(10) 상부 일측에는 배수관(30)이 연결된다. 배수관(30)의 입구는 추출용기(10) 내에서 물이 회전하는 방향에 대응하는 방향으로 결합된다. 이러한 배수관(30)의 결합방향은 추출용기(10)에서 물에 부유하는 광물입자가 배수관(30)을 통해 용이하게 송수되도록 하기 위한 것이다. 더욱이 배수관(30) 일측은 첫 번째 추출장치의 상부에 연결되고, 이 추출장치로부터 광물입자와 물을 받아들이는 인접한 두 번째 추출장치의 하부에 연결되어 설치된다.

더욱이 배수관(30)은 물을 공급하는 추출용기(10) 상부와 물을 공급받은 추출용기 하부에 연결되되, 배수관(30)은 물을 공급하는 추출용기(10) 표면에 일정 각도로 접하여 관통 결합되는 것이 좋다.

추출용기(10) 상단에는 모터(20)의 회전축(26)을 지지하는 축 지지부재(18)가 설치된다. 그리고 추출용기(10) 하부 외주연에는 추출용기를 지면으로부터 고정 및 지지하기 위한 고정부재(19)가 설치된다. 추출용기(10) 측면에는 모터(20)의 작동, 즉 동작과 정지 등을 제어하는 작동스위치(28)가 구비된다.

도 2에서, 추출장치는 일정 거리를 두고 복수 단으로 직렬 설치된다. 즉 제1추출장치(101) 내지 제5추출장치(105)가 직렬로 연결된다. 본 발명에서는 5개의 추출장치를 예시하고 있지만, 추출하고자 하는 유색광물의 특성이나 광물입자의 크기에 따라 더 많이 연결 설치하거나 축소하여 연결 설치할 수 있을 것이다.

제1추출장치(101)의 제1추출용기(11)는 인접한 제2추출장치(102)의 제2추출용기(12)에 제1배수관(31)으로 연결되고, 제2추출장치(102)의 제2추출용기(12)는 인접한 제3추출장치(103)의 제3추출용기(13)에 제2배수관(32)으로 연결되며, 제3추출장치(103)의 제3추출용기(13)는 인접한 제4추출장치(104)의 제4추출용기(14)에 제3배수관(33)으로 연결되고, 제4추출장치(104)의 제4추출용기(14)는 인접한 제5추출장치(105)의 제5추출용기(15)에 제4배수관(34)으로 연결된다. 제1배수관(31) 내지 제4배수관(34)은 각 추출용기(11-15)에 평행하게 설치될 수 있지만, 제1배수관(31) 내지 제4배수관(34)은 해당 추출용기의 상부와 다음 추출용기의 하부로 연결되도록 하여 물의 흐름이 자연스럽게 이루어지도록 한다.

그리고 제1배수관(31)에는 제1필터(41)가 설치되고, 제2배수관(32)에는 제2필터가 설치되며, 제3배수관(33)에는 제3필터(43)가 설치되고, 제4배수관(34)에는 제4필터(44)가 설치된다. 각 배수관에는 일정 크기의 광물입자만 통과시키는 대략 100~3,000 망목을 가진 필터가 선택적으로 적용된다.

도 3에서, 추출용기(10) 상부에 배수관(30)의 연결 결합의 예를 나타낸 것이다. 즉 도 3a에서, 배수관(30)이 추출용기(10) 표면에 일정 각도로 접하여 관통 결합된다. 여기서 배수관(30)에 결합되는 필터(41-44)는 대략 타원형이 적용된다. 도 3b에서, 배수관(30)이 추출용기(10) 표면에 일정 각도로 접하여 관통 결합된다. 여기서 배수관(30)에 결합되는 필터(41-44)는 대략 원형이 적용된다. 그리고 도 3c에서, 배수관(30)이 추출용기(10) 표면에 일정 각도로 접하여 관통 결합되되, 배수관(30) 단부가 추출용기(10) 내측으로 삽입된 구조이다. 여기서 배수관(30)에 결합되는 필터(41-44)는 대략 원형이 적용된다.

또한, 제1추출용기(11)에는 임펠러(27)를 회전시키는 제1모터(21)가 설치되고, 제2추출용기(12)에는 임펠러(27)를 회전시키는 제2모터(22)가 설치되며, 제3추출용기(13)에는 임펠러(27)를 회전시키는 제3모터(23)가 설치되고, 제4추출용기(14)에는 임펠러(27)를 회전시키는 제4모터(24)가 설치되며, 제5추출용기(15)에는 임펠러(27)를 회전시키는 제5모터(25)가 설치된다.

도 4에서, 제1추출장치(101)의 제1추출용기(11)에는 물을 급수하는 급수관(16)이 설치되는 데, 급수관(16)에는 물의 공급을 단속하는 전자밸브(17)가 설치된다. 제5추출장치(105)의 제5추출용기(15) 내측 상부에는 제5추출용기(15) 내에 채워지는 물의 수위를 감지하는 수위감지센서(40)가 설치된다. 이때, 급수관(16)으로부터 공급되는 물의 유입방향은 임펠러의 회전방향과 동일하게 설치하는 것이 좋고, 유입되는 물의 속도와 양을 조절하여 통 상부의 수선 속도를 미세 조절하여 해당 입자의 배출 속도를 증가시킴으로써 광물입자의 생산성을 향상시킬 수 있다. 더욱이 급수관(16)의 유입방향은 추출용기에 관통 설치된 배수관(30)의 설치 각도와 마주보는 반대쪽에 설치하는 것이 좋다. 제어반(50)은 수위감지센서(40)의 감지신호로 급수관(16)의 전자밸브(17)를 작동시켜 급수관(16)을 폐쇄시키는 제어신호를 출력한다. 또한, 배출관(35)에 배출밸브(36)와 별도로 전자밸브(37)가 설치될 수 있고, 배출관(35)에 전자밸브(37)가 설치된 경우에도 제어반(50)에서 전자밸브(37)를 작동시켜 배출관(35)을 단속할 수 있다. 제어반(50)은 각 추출장치(101-105)에 구비된 작동스위치(28)와 별도로 각각의 모터(21-25)를 제어할 수 있다. 제어반(50)은 각 모터(21-25)의 회전수를 조절할 수 있는 제어신호를 출력한다.

또한, 각 추출장치(101-105)에서 추출하기 위한 광물입자에 따라 추출용기의 지름과 높이에 따른 내용적과 추출용기에 채워지는 물의 양 및 추출용기에 투입되는 광물의 중량과 더불어 각 모터(21-25)의 회전축 길이 조절과 임펠러의 개수 및 표면적을 조정할 수 있을 것이다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치의 작용을 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

천연석채 추출장치(100)를 이용하기 이전에 일정 크기의 천연유색광물을 분쇄기로 분쇄하고 연마기로 연마한다. 이때, 연마된 초기 천연유색광물의 입자크기는 대략 5~200미크론(μ) 내외가 된다. 그리고 여기에는 유색광물과 더불어 잡석 등의 불순물이 포함되어 있다. 또한, 각 추출장치(101-105)의 추출용기(11-15) 사이의 배수관(31-34)에 설치될 필터(41-44)를 선택하여 장착한다. 필터(41-44)의 망목은 추출하고자 하는 광물입자와 관련되므로 해당하는 망목의 필터(41-44)를 장착해야 한다. 더욱이 필터(41-44)는 제1배수관(31)에서 제4배수관(34)으로 갈수록 망목이 많은 것을 적용한다.

즉 도 5에서, 8개의 추출장치를 통하여 추출하기 위한 표준입자의 크기와 모터의 회전수를 나타낸 것으로, 광물입자의 크기는 표준입자로서 #5 내지 #14이고, 해당 필터(41-44)의 망목은 대략 100~3,000 내외로 대략 125~5 메시(MESH) 이며, 모터의 회전수(rpm)는 천연주사인 경우에 대략 50~1,300 내외이고 남동광이나 공작석의 경우에 대략 45~1,200 내외로 설정한다.

또한, 추출용기에 투입되는 광물로서 남동광이나 공작석이 대략 5~10㎏인 경우에 투입되는 물의 양은 대략 30~60ℓ 내외가 될 수 있다. 따라서 추출하려는 광물이나 해당 광물의 입자 크기에 따라 투입되는 광물의 중량과 물의 양이 달라질 수 있다.

도 6에서, 상기 연마된 초기 천연유색광물의 일정량을 제1추출장치(101)의 제1추출용기(11)에 투입한다. 이때, 모터(21-25)의 회전수 및 회전축(26) 및 임펠러(27)의 위치를 조절할 수 있다. 제1추출용기(11) 상부에 설치된 급수관(16)의 전자밸브(17)를 개방시켜 제1추출용기(11) 내로 급수가 이루어지도록 한다. 이때, 각 추출용기(11-15)에 급수관(16)이 설치되어 각각 급수를 할 수도 있다.

따라서 제1추출용기(11)에 연마된 초기 천연유색광물이 투입되고, 급수관(16)을 통해 물이 공급되면, 모터(21)를 작동시켜 임펠러(27)를 회전시킨다. 임펠러(27)의 회전과 더불어 제1추출용기(11) 내부의 물은 임펠러(27)의 회전방향으로 소용돌기가 형성된다. 물의 회전으로 광물입자들은 원심력과 더불어 비중에 의하여 큰 입자들은 아래로 침강되고 상대적으로 작은 입자들은 위로 올라가게 된다.

제1추출용기(11) 내에서 물이 회전하는 동안 제1배수관(31)을 통해 작은 광물입자들이 흘러들어가게 된다. 그리고 제1배수관(31)에 장착된 제1필터(41)의 망목보다 작은 광물입자들은 제1배수관(31)을 거쳐 제2추출용기(12) 내부로 유입되지만, 제1필터(41)의 망목보다 큰 광물입자들은 제1추출용기(11) 내에 남게 된다.

또한, 제2추출용기(12) 내로 유입된 광물입자들은 제2모터(22) 및 임펠러(27)의 작동에 의한 원심력과 비중에 의하여 다시 큰 입자들과 작은 입자들로 분리된다. 따라서 제2추출용기(12) 내에서 물의 회전으로 광물입자들은 원심력과 더불어 비중에 의하여 큰 입자들은 아래로 침강되고 상대적으로 작은 입자들은 위로 올라가게 된다.

제2추출용기(12) 내에서 물이 회전하는 동안 제2배수관(32)을 통해 작은 광물입자들이 흘러들어가게 된다. 그리고 제2배수관(32)에 장착된 제2필터(42)의 망목보다 작은 광물입자들은 제2배수관(32)을 거쳐 제3추출용기(13) 내부로 유입되지만, 제2필터(42)의 망목보다 큰 광물입자들은 제2추출용기(12) 내에 남게 된다.

또한, 제3추출용기(13) 내로 유입된 광물입자들은 제3모터(23) 및 임펠러(27)의 작동에 의한 원심력과 비중에 의하여 다시 큰 입자들과 작은 입자들로 분리된다. 따라서 제3추출용기(13) 내에서 물의 회전으로 광물입자들은 원심력과 더불어 비중에 의하여 큰 입자들은 아래로 침강되고 상대적으로 작은 입자들은 위로 올라가게 된다.

제3추출용기(13) 내에서 물이 회전하는 동안 제3배수관(33)을 통해 작은 광물입자들이 흘러들어가게 된다. 그리고 제3배수관(33)에 장착된 제3필터(43)의 망목보다 작은 광물입자들은 제3배수관(33)을 거쳐 제4추출용기(14) 내부로 유입되지만, 제3필터(43)의 망목보다 큰 광물입자들은 제3추출용기(13) 내에 남게 된다.

또한, 제4추출용기(14) 내로 유입된 광물입자들은 제4모터(24) 및 임펠러(27)의 작동에 의한 원심력과 비중에 의하여 다시 큰 입자들과 작은 입자들로 분리된다. 따라서 제4추출용기(14) 내에서 물의 회전으로 광물입자들은 원심력과 더불어 비중에 의하여 큰 입자들은 아래로 침강되고 상대적으로 작은 입자들은 위로 올라가게 된다.

제4추출용기(14) 내에서 물이 회전하는 동안 제4배수관(34)을 통해 작은 광물입자들이 흘러들어가게 된다. 그리고 제4배수관(34)에 장착된 제4필터(44)의 망목보다 작은 광물입자들은 제4배수관(34)을 거쳐 제5추출용기(15) 내부로 유입되지만, 제4필터(44)의 망목보다 큰 광물입자들은 제4추출용기(14) 내에 남게 된다.

또한, 제5추출용기(15) 내로 유입된 광물입자들은 제5모터(25) 및 임펠러(27)의 작동에 의한 원심력과 비중에 의하여 다시 큰 입자들과 작은 입자들로 분리된다. 따라서 제5추출용기(15) 내에서 물의 회전으로 광물입자들은 원심력과 더불어 비중에 의하여 큰 입자들은 아래로 침강되고 상대적으로 작은 입자들은 위로 올라가게 된다.

제5추출용기(15) 상부에는 수위감지센서(40)가 장착되어 제5추출용기(15)에 일정 수위가 되면 급수관(16)에 설치된 전자밸브(17)를 폐쇄시켜 더 이상 급수되지 않도록 하여 물의 범람을 방지한다. 또한, 제1추출장치(101) 내지 제5추출장치(105)가 설정된 시간동안 작동이 되었다면 각 추출장치의 모터(21-25)를 정지시킨다. 모터(21-25)가 정지되면 임펠러(27)의 회전도 정지되어 각 추출장치의 추출용기 내에 물과 함께 잔류하는 광물입자는 추출용기 내부에서 바닥으로 침강하게 된다.

그리고 도 7에서, 각 추출용기(11-15) 내에서 광물입자의 침강이 완료되면 배출관(35)의 배출밸브(36)를 개방시켜 각 추출용기(11-15) 내의 광물입자와 물이 배출관(35)을 통해 배출된다. 이때, 각 배출관(35) 아래에 채집틀(45)을 준비하여 광물입자를 채집할 수 있도록 한다.

각 추출장치(101-105)에서 추출된 광물입자들은 각각 제1추출장치(101)에 다시 넣고 물을 공급한 후 모터를 구동시켜 원심력 및 수선비중에 의하여 다시 5단계의 추출장치를 통해 재추출할 수 있다. 또한, 마지막 추출장치에서 추출된 광물입자는 다시 제1추출장치(101) 내지 제5추출장치(105)를 거쳐 더 미세한 입자를 추출하여 복수 단계를 거쳐 광물입자를 재분리시킴으로써 더욱 다양한 채도와 색감의 천연석채를 추출할 수 있을 것이다.

다단으로 연결된 복수의 추출장치로부터 추출된 광물입자의 크기에 따라 각각 상이한 가시광선 투과율을 나타내므로, 그 입자가 작을수록 낮은 채도를 나타내고, 입자가 굵을수록 높고 선명한 채도를 나타낸 채색용 안료로 사용할 수 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

10-15: 추출용기 16: 급수관 17, 37: 전자밸브 18: 축 지지부재 19: 용기 고정부재 20-25: 모터 26: 회전축 27: 임펠러 28: 작동스위치 30-34: 배수관 35: 배출관 36: 배출밸브 40: 수위감지센서 41-44: 필터 45: 채집틀 50: 제어반 100-105: 추출장치

Claims

천연석채를 추출하는 장치에 있어서,
일정 용적을 갖는 통 형상으로 하부가 역삼각형으로 이루어진 추출용기가 구비되고, 추출용기 내부 중심에 설치된 회전축 단부에 결합된 임펠러를 회전시켜 일정 방향으로 소용돌이를 형성시키는 모터가 추출용기 상부에 설치되며, 추출용기 하단에 추출용기 내에서 침강된 광물입자와 물의 배출을 단속하는 배출밸브가 설치된 배출관이 결합되고, 추출용기 상부 일측에 추출용기 내에서 물이 회전하는 방향에 대응하는 방향으로 결합되어 물과 함께 비중에 의하여 물에 부유하는 광물입자가 송수되는 배수관이 결합되며, 배수관 입구에 일정 크기의 광물입자만 통과시키는 필터가 결합된 추출장치가 구성되고,
상기 추출장치가 일정 거리를 두고 복수 단으로 직렬 설치하되, 추출장치는 인접한 추출장치 사이에 각각 배수관이 연결되며, 배수관은 해당 추출장치에서 배출된 일정 크기 이하의 광물입자가 포함된 물을 송수하여 일정 크기의 광물입자를 각각의 추출장치에서 수선비중의 차이로 추출하고,
상기 추출장치에서 추출하기 위한 광물입자에 따라 추출용기의 지름과 높이에 따른 내용적과 추출용기에 채워지는 물의 양 및 추출용기에 투입되는 광물의 중량과 더불어 회전축의 길이 조절과 임펠러의 개수 및 표면적을 조정하는 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치.
제1항에 있어서, 상기 추출용기 상단에 모터 회전축을 지지하는 축 지지부재가 설치되고, 상기 추출용기 측면에 모터의 작동을 제어하는 작동스위치가 구비되며, 상기 추출용기의 하부 외주연에 추출용기를 지면으로부터 고정 지지하는 고정부재가 설치된 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치.
제1항에 있어서, 상기 배수관으로 연결된 첫 번째 추출장치에 물을 급수하는 급수관이 설치되고, 급수관 내에 물의 공급을 단속하는 전자밸브가 설치되며, 마지막 추출장치 상부에 수위를 감지하는 수위감지센서가 설치되며, 수위감지센서의 감지신호로 전자밸브를 작동시켜 급수관을 폐쇄시키는 제어신호를 출력하는 제어반이 더 포함된 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치.
제3항에 있어서, 상기 제어반은 각 추출장치에 설치된 모터의 회전수를 제어하는 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 배수관은 물을 공급하는 추출용기 상부와 물을 공급받은 추출용기 하부에 연결되되, 배수관은 물을 공급하는 추출용기 표면에 일정 각도로 접하여 관통 결합되는 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치.
제1항에 있어서, 상기 필터는 원형 또는 타원형으로 배수관 입구에 장착되어 일정 크기의 광물입자만 통과시키는 100~3,000 망목을 가진 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추출용기는 투명 또는 반투명한 재질로 이루어지거나 또는 불투명한 재질로 일측면에 내부를 볼 수 있는 감시창이 형성된 수선비중 차이를 이용한 천연석채 추출장치.