KR200239768Y1 - 마그네틱을 이용한 자성미립자 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 유체가 흐르는 배관의 내부에 그물망 형태의 네트를 설치하고 그 네트에 자력을 인가하는 영구자석을 배관의 주위에 설치하고 상기 영구자석의 극성을 변경시키도록 코일을 권선하여 전력소비를 최소화하고도 자성입자의 분리 및 배출을 효율적으로 수행할 수 있는 마그네틱을 이용한 자성미립자 제거장치를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 일측면에는 유체가 흡입/배출되는 흡입관(11) 및 배출관(12)이 각각 설치되고 저면에는 자성입자를 외부로 배출시키는 배수관(15)이 설치된 용기본체(10)와, 상기 용기본체의 내부에 내장되어 유체에 포함된 자성입자를 포집하도록 그물망 형태로 이루어진 네트(14)와, 상기 네트를 자화시키도록 용기의 외부 양측면에 하우징(21)이 각각 설치되고 그 하우징의 내부에는 코일(23)이 권선된 한쌍의 영구자석(22)이 극성을 반대방향으로 설치되고 상기 영구자석(22)의 일측에는 자력을 유도하는 폴(24)이 각각 설치되고 그 폴의 둘레면에는 또 다른 영구자석(25)이 각각 배열된 자력발생부(20)로 이루어진 것이다.

Description

마그네틱을 이용한 자성미립자 제거장치{Removal apparatus of magnetic a corpuscle using magnet}

본 고안은 마그네틱을 이용한 자성미립자 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영구자석에서 발생되는 자력을 이용하여 유체중에 함유된 자성물질을 스크린 망체에 포집하고 상기 영구자석의 극성이 변경되도록 그 영구자석의 둘레면에 감겨진 코일에 전원을 인가하여 스크린 망체에 포집된 자성물질을 분리시켜 외부로 배출시킬 수 있는 마그네틱을 이용한 자성미립자 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소, 원자력 발전소, 화력발전소 등에 사용되는 각종 기기 및 배광 등의 철강 구조물에서는 구조물이 과열되는 것을 방지하기 위하여 냉각수 등의 유체를 순환시키고 있으며 상기 철강구조물은 순환되는 유체에 의해서 조금씩 부식되는 것으로서 유체에는 산화철 입자 등 부식생성물이 발생하였다.

특히 제철소에서 집진을 목적으로 사용되는 집진수 계통의 유체에는 부식 생성물이외에도 집진된 상기 산화철 및 철성분이 주이며 다종의 금속원로 화합된 산화물 입자가 다량 함유되어 있다.

이와 같은 산화물을 방치하면 배관의 내측벽면에 축적되어 스케일(scale)을 형성하여 배관의 직경을 축소시키게 되므로 유체의 순환을 저해하는 원인이 되므로 그 자성입자를 분리 및 배출시킬 수 있는 장치가 절실히 요구되는 실정이다.

종래에는 순환되는 유체의 재활용을 위해 피처리수를 흘리는 유로의 일부에 자기발생장치를 설치하여 자기장이 인가된 영역을 만들어 그 영역을 통과하는 유체에 함유된 자성입자를 분리하는 자기필터를 사용하는 기술이 자성분리기술의 일부로 수십 년 전부터 연구되어 왔으며, 자성분리기술이 필요한 분야는 다양하다.

즉 비전도성과 전도성 금속입자를 혼합물질에서 전도성 금속입자를 분리해내는 분야, 전도성 금속입자가 포함된 공업폐수 또는 그 폐기물(sludge)에서 전도성 금속입자를 걸러주는 분야, 대기오염을 방지하기 위해 공장 폐수 중에 함유된 금속입자를 분리시키는 분야 등 다양한 분야에서 사용되어 진다.

이와 같은 각 분야에서 사용되는 자성분리기술은 일반적인 전자석 또는 영구자석을 혼합물질이 지나가는 경로에 부착하여 자성입자를 분리하고 있으나 상기 영구자석을 이용할 경우에는 자력이 연속적을 발생하게 되므로 자성입자를 분리시킬 수는 있지만 분리된 자성입자를 배출시키지 못하게 되는 문제점이 있었다.

한편 전자석을 이용할 경우에는 자력을 발생시켜 자성입자를 분리시키고 분리된 자성입자를 배출시킬 때에는 전자석에 공급되는 전원을 차단하여 자성입자를 배출시켜 자성입자의 분리 및 배출이 가능하지만 전자석에서 자력이 발생되도록 전원을 공급하여야 하므로 전력을 과다하게 소비하게 되는 문제점이 있었다.

한편 최근에는 선진기술인 미국특허 5,080,234호 4,420,390호 5,064,075호와 같이 와전류(edgy current)를 이용한 선별기를 사용하고 있다.

또는 전통적으로 많이 사용되는 방식으로 일본특허 소52-120547호 미국특허 5,221,323호와 같이 공장폐수를 분리 처리하여 용수의 재활용 및 환경개선을 위하여 중금속 또는 오염물질을 제거하고 있다.

그리고 미국특허 4,016,071호 4,528,09호, 4,780,643호와 같이 공장에서 발생되는 분진으로부터 환경을 보호하기 위하여 반드시 사용되는 절차를 수행하는 기술로서 자기장 중에 입자들이 통과하는 과정에서 투자율이 큰 그물을 네트형식으로 설치하여 자성입자를 그물에 걸려지도록 하는 것이다.

한편, 이러한 기술은 유체에서 자성입자를 분리하는 것에 국한할 경우 피처리수를 저수하고 처리하는 기술에 비하여 짧은 시간에 많은 양으 l처리가 가능하므로 효과적 방법이라 할 수 있는 것으로서 이 기술의 핵심은 유체가 흐르는 배관주위에 솔레노이드 코일 또는 전자석을 자기장을 발생시켜 자성입자를 분리하는 것으로서 유체속에 함유된 자성입자를 분리시킬 수 는 있지만 솔레노이드 코일 또는 전자석에 전원을 반드시 공급하여야 하므로 소비전력이 과다하게 소요되는 등의 문제점을 해결하지는 못하였다.

본 고안은 상기한 문제점 해결하기 위하여 고안한 것으로서, 그 목적은 유체가 흐르는 배관의 내부에 그물망 형태의 네트를 설치하고 그 네트에 자력을 인가하는 영구자석을 배관의 주위에 설치하고 상기 영구자석의 극성을 변경시키도록 코일을 권선하여 전력소비를 최소화하고도 자성입자의 분리 및 배출을 효율적으로 수행할 수 있는 마그네틱을 이용한 자성미립자 제거장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안에 따른 자성미립자 제거장치를 나타낸 사시도.

도 2는 본 고안에 다른 자성미립자 제거장치를 나타낸 단면도.

도 3은 도 2의 A -A 선 단면도.

도 4는 본 고안에 따른 자성미립자 제거장치로 자성입자를 포집하는 상태를 나타낸 단면도.

도 5는 본 고안에 따른 자성미립자 제거장치로 포집된 자성입자를 배출하는 상태를 나타낸 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 용기본체 11 : 흡입관

12 : 배출관 14 : 네트

15 : 배수관 16 : 세정수 공급관

17 : 세정수 저장조 20 : 자력발생부

21 : 하우징 22, 25 : 영구자석

23 : 코일 24 : 폴

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 마그네틱을 이용한 자성미립자 제거장치는 일측면에 유체가 흡입/배출되는 흡입관 및 배출관이 각각 설치되고 저면에는 자성입자를 외부로 배출시키는 배수관이 설치된 용기본체와, 상기 용기본체의 내부에 내장되어 유체에 포함된 자성입자를 포집하도록 그물망 형태로 이루어진 네트와, 상기 네트를 자화시키도록 용기의 외부 양측면에 하우징이 각각 설치되고 그 하우징의 내부에는 코일이 권선된 한쌍의 영구자석이 극성을 반대방향으로 설치되고 상기 영구자석의 일측에는 자력을 유도하는 폴이 각각 설치되고 그 폴의 둘레면에는 또 다른 설치된 영구자석이 각각 배열된 자력발생부로 이루어진 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 고안을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 자성미립자 제거장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 고안에 다른 자성미립자 제거장치를 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 2의 A -A 선 단면도이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 본 고안은 용기본체(10)의 일측면 상/하부에 유체가 흡입/배출되는 흡입관(11) 및 배출관(12)이 각각 설치되고 그 흡입관 및 배출관(12)에는 유체의 이동을 제어하는 흡입밸브(11a) 및 배출밸브(12a)가 각각 설치되며 상기 흡입관(11)은 용기본체(10)의 하부에 설치하고 배출관(12)은 용기본체(10)의 상부에 설치하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 용기본체(10)에 포집된 자성입자의 양을 측정하기 위하여 흡입관(11) 및 배출관(12)에 유량계(13)를 각각 설치 할 수도 있다.

한편, 상기 용기본체(10)의 내부에는 그물망 형태로 이루어진 네트(14)가 설치되고 그 네트(14)는 자성입자의 포집력을 향상시키기 위하여 고투자율 재료로 제작되며 용기본체(10)의 외부 양측면에는 네트(14)를 자화시키기 위한 자력이 발생되는 자력발생부(20)가 설치되어 있다.

상기 자력발생부(20)는 일측면에 개방된 하우징(21)의 내부에 한 쌍의 영구자석(22)이 설치되어 있되, 그 영구자석(22)의 둘레면에는 코일(23)이 권선되어 있고 상기 영구자석(22)은 극성이 서로 반대방향으로 향하도록 설치되어 있으며 그 영구자석(22)의 일측에는 네트(14)가 자화되도록 자력을 유도하는 폴(24)이 각각 설치되어 있다.

한편 상기 폴(24)의 둘레면에는 영구자석(25)이 설치되어 있되, 그 영구자석(25)의 극성은 상기 코일(23)이 권선된 영구자석(22)의 극성과 동일한 극성이 폴(24)을 향하도록 설치되어 있다.

그리고 용기본체(10)의 저부에는 자성입자를 외부로 배출시키기 위한 배수관(15)이 설치되어 있고 그 배수관(15)에는 배수관(15)을 개폐시키는 배수밸브(15a)가 설치되어 있다.

또한 용기본체(10)의 상부 일측에는 내부를 세정하기위한 세정수가 공급되는 세정수 공급관(16)이 설치되어 있고 그 세정수 공급관(16) 상에는 세정수 밸브(16a)가 설치되며 상기 세정수 공급관(16)은 세정수가 저장되는 세정수 저장조(17)에 연결되고 그 세정수 저장조(17)에는 별도의 세정수를 저장할 수 도 있고 용기본체(10)에 설치된 배출관(12)을 통하여 배출되는 유체의 일부를 저장하여도 무방하다.

이와 같이 구성된 본 고안 자성미립자 제거장치의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저 세정수 공급관(16)에 설치된 세정수 밸브(16a)와 배수관(15)에 설치된 배수밸브(15a)를 닫고 흡입관(11) 및 배출관(12)에 각각 설치된 흡입밸브(11a)와 배출밸브(12a)를 열면 플랜트(18)를 순환하는 유체는 흡입관(11)을 통하여 용기본체(10)의 내부로 유입되고 배출관(12)을 통하여 배출되어 상기 플랜트(18)로 재 공급되는 과정을 반복하게 되는 것이다.

이때 용기본체(10)의 양측면에 설치된 자력발생부(20)에서 발생되는 자력 하우징(21)의 내부에 설치된 영구자석(22)에서 발생되는 자력은 N극에서 나와서 S극으로 들어가게 되며 이때 발생되는 자력의 대부분은 폴(24)을 통하여 직진성을 띄게 되어 용기본체(10)측으로 항햐하게 된다.

한편 용기본체(10)의 반대편에 설치된 자력발생부(20)에서도 영구자석(22)에서 발생되는 자력이 폴(24)에 의해서 직진성을 띄게되어 용기본체(10)측으로 향하게 되므로 상기 자력발생부(20)에서 발생되는 자력은 도 4에 나타낸 바와 같이 네트(14)를 자화시키게 되는 것이다.

이와 같이 네트(14)가 자화되면 유체에 함유된 자성입자는 그 네트(14)에 부착되므로 유체와 분리되고 상기 자성입자가 분리된 유체는 용기본체(10)의 상부에 설치된 배출관(12)을 통하여 배출되어 플랜트(18)로 이동하게 되는 것이다.

상술한 바와 같은 과정을 통하여 네트(14)에 포집된 자성입자의 양이 많아지면 용기본체(10)로 유입/배출되는 유체의 이동량이 다르게되며 이는 흡입관(11) 및 배출관(12)에 설치된 유량계를 통하여 확인 가능한 것이다.

상기 유량계(13)를 통하여 확인되는 유체의 이동량이 다르게되면 네트(14)에부착된 자성입자의 양이 과다한 것이므로 그 자성입자를 외부로 배출시켜야 한다.

이때에는 흡입관(11) 및 배출관(12)에 각각 설치된 흡입밸브(11a) 및 배출밸브(12a)를 닫고 자력발생부(20)의 영구자석(22)에 권선된 코일(23)에 전원을 공급한 후 세정수 공급관(16) 및 배수관(15)에 각각 설치된 세정수 밸브(16a)와 배수밸브(15a)를 각각 열면 세정수 저장조(17)에 저장된 세정수는 용기본체(10)의 상부로 공급되어 그 용기본체(10)의 하부에 설치된 배수관(15)을 통하여 배수되는 것이다.

그리고 상기 자력발생부(20)의 영구자석에서 발생되는 자력은 도 5에 나타낸 바와 같이 코일(23)에 유기되는 전류에 의해서 극성이 반대로 형성되므로 영구자석(22)에서 발생되는 자력이 폴(24)을 통하여 나오지 않게 되는 것이다.

이와 같이 폴(24)을 통하여 자력이 발생되지 않게되어 네트(14)에는 자력이 작용하지 않으므로 상기 네트(14)에 부착된 자성입자는 세정수와 함께 배수관(15)을 통하여 외부로 배출되어 그 배수관(15)의 하부에 위치된 자성입자 처리조(19)에 모아지는 것이다.

상술한 바와 같이 자성입자의 제거가 완료되면 세정수 밸브(16a)와 배수밸브(15a)를 닫고 코일(23)에 전원을 차단한 후 흡입밸브(11a)와 배출밸브(12a)를 열면 유체에 함유된 자성입자는 자력발생부(20)에서 발생되는 자력에 의해서 자화된 네트(14)에 포집되는 것이다.

이와 같은 본 고안의 별도의 전원을 사용하지 않고 영구자석에서 발생되는 자력을 이용하여 용기본체에 설치된 네트를 자화시켜 자성입자를 포집함은 물론 그포집된 자성입자는 영구자석의 자력을 변경되도록 코일에 전원을 공급한 상태에서 세정수에 의해서 외부로 배출시키게 되므로 제작 및 사용에 소요되는 비용을 최소화 할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (2)

1. 일측면에는 유체가 흡입/배출되는 흡입관(11) 및 배출관(12)이 각각 설치되고 저면에는 자성입자를 외부로 배출시키는 배수관(15)이 설치된 용기본체(10)와, 상기 용기본체의 내부에 내장되어 유체에 포함된 자성입자를 포집하도록 그물망 형태로 이루어진 네트(14)와, 상기 네트를 자화시키도록 용기의 외부 양측면에 하우징(21)이 각각 설치되고 그 하우징의 내부에는 코일(23)이 권선된 한쌍의 영구자석(22)이 극성을 반대방향으로 설치되고 상기 영구자석(22)의 일측에는 자력을 유도하는 폴(24)이 각각 설치되고 그 폴의 둘레면에는 또 다른 영구자석(25)이 각각 배열된 자력발생부(20)로 이루어진 것을 특징으로 하는 마그네틱을 이용한 자성미립자 제거장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 네트에 포집된 자성입자를 배출시키기 위하여 세정수 저장조(17)에 저장된 세정수를 용기본체의 내부로 공급하도록 그 용기본체의 상부 일측에 설치된 세정수 공급관(16)이 설치된 것을 특징으로 하는 마그테틱을 이용한 자성미립자 제거장치.