KR20210007256A - Magnetic filter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자석 필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유체 내부의 자성체를 포집하기 위한 자석 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic filter, and more particularly, to a magnetic filter for collecting magnetic material in a fluid.
금속성 이물질은 다양한 공정에서 많은 문제들의 원인이 된다.Metallic foreign matter causes many problems in various processes.
이러한 금속성 이물질은 원료 자체에 포함되거나 공정과 관련한 시설물에서 발생할 수 있고, 일반적으로 자석 필터에 의해 제거된다. 이러한 자석 필터는 전기에 의해 유도되는 자기력을 이용한 것과 영구 자석을 이용한 것으로 구분될 수 있다. 자석 필터는 파이프로 유체 원료를 공급하는 방식의 모든 작업장에 적용이 가능하며, 파이프를 따라 흐르는 유체로부터 자성체를 걸러주는 장치이다.These metallic foreign substances may be included in the raw material itself or may be generated in a facility related to the process, and are generally removed by a magnetic filter. Such a magnetic filter can be classified into a magnetic force induced by electricity and a permanent magnet. The magnetic filter can be applied to all workplaces in which fluid raw materials are supplied through a pipe, and is a device that filters magnetic materials from the fluid flowing along the pipe.
금속성 이물질이 포함된 유체가 자석 필터 내부를 지나갈 때, 금속성 이물질에 가해지는 자기장 힘과 유동장의 힘에 따라 자석 필터의 포집 효율이 결정된다.When a fluid containing metallic foreign matter passes inside the magnetic filter, the collection efficiency of the magnetic filter is determined according to the magnetic field force and the force of the flow field applied to the metallic foreign matter.
도 1은 통상적인 자석 필터 내에 금속 입자가 포함된 유체를 유동시키는 시뮬레이션을 통해 자석 필터 내에서의 금속 입자들의 이동 경로 및 금속 입자들의 체류 시간을 나타낸 결과를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view showing a result of showing a movement path of metal particles and a residence time of metal particles in a magnetic filter through a simulation of flowing a fluid containing metal particles in a conventional magnetic filter.
도 1을 참조하면, 자석 필터(1)는 하우징(10)과 하우징(10) 내부에 배열된 복수 개의 단위 자석(20)을 포함한다. 또한, 하우징(10)은 유입구(11)와 유출구(12)를 가지며, 필터 공간의 내주면(13)의 수평 단면은 단위 자석(20)들을 둘러싸는 대략 원 형상을 갖도록 마련된다.Referring to FIG. 1, the
다음의 표는 통상적인 자석 필터 내에서의 금속 입자들의 체류시간의 평균 대비 표준편차와 금속입자들이 받는 자기장의 평균 크기를 나타낸다. The following table shows the standard deviation of the average residence time of metal particles in a conventional magnetic filter and the average size of the magnetic field received by the metal particles.
한편, 금속 입자와 자석 사이의 거리가 멀어질수록 금속 입자에 가해지는 자기장의 힘이 약해져 포집 효율이 감소할 수 있다. 또한, 자석 필터 내 금속 입자들의 체류시간이 입자들 사이에서 균등해질수록 자석 필터의 포집 효율은 감소할 수 있다. 따라서, 자석 필터 내부에서의 금속 입자에 가해지는 자기장의 힘을 강하게 그리고, 금속 입자들의 체류시간이 입자들 사이에서 균등해질 수 있는 자석 필터의 구조 및 작동 방식이 산업계에서 지속적으로 요구되고 있다.On the other hand, as the distance between the metal particles and the magnet increases, the force of the magnetic field applied to the metal particles decreases, so that the collection efficiency may decrease. In addition, as the residence time of the metal particles in the magnetic filter becomes even among the particles, the collecting efficiency of the magnetic filter may decrease. Accordingly, there is a continuous demand in the industry for a structure and operation method of a magnetic filter in which the force of the magnetic field applied to the metal particles inside the magnetic filter is strong, and the residence time of the metal particles can be equalized among the particles.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-described background technology is technical information that the inventor possessed for derivation of the embodiments of the present invention or acquired during the derivation process, and is not necessarily known to the public before filing the embodiments of the present invention. none.
본 발명은 자성체 입자의 포집 효율을 향상시킬 수 있는 자석 필터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a magnetic filter capable of improving the collection efficiency of magnetic particles.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 측면은 유입구와 유출구 및 필터 공간을 갖는 하우징; 상기 유입구를 통해 유입된 유체 내 자성체를 포집하기 위하여 상기 필터 공간 내에 이격 배치되는 복수의 자석; 및 상기 자석의 연장 방향과 교차하는 방향을 따라 상기 복수의 자석 사이의 이격 공간을 가로질러 배치되는 막부;를 포함하는, 자석 필터를 제공한다.An aspect of the present invention is a housing having an inlet and outlet and a filter space; A plurality of magnets spaced apart from each other in the filter space to collect the magnetic material in the fluid introduced through the inlet; And a membrane portion disposed across the spaced space between the plurality of magnets along a direction crossing the extension direction of the magnet.
본 실시예에 있어서, 상기 막부는 인접한 2개의 상기 자석에 밀착될 수 있도록 상기 자석의 외주와 대응되는 형상을 가질 수 있다. In this embodiment, the membrane portion may have a shape corresponding to the outer periphery of the magnet so as to be in close contact with the two adjacent magnets.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 자석 중 적어도 일부는 그룹을 형성하여 소정의 중심축을 중심으로 회전가능할 수 있다.In this embodiment, at least some of the plurality of magnets may form a group and may be rotatable around a predetermined central axis.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 자석 중 어느 하나는 상기 필터 공간의 연장 방향과 수직하게 교차하는 단면 상의 중심부에 위치하는 제1자석으로, 나머지는 상기 제1자석을 중심으로 소정 간격 이격되어 원주 방향을 따라 나열되는 제2자석으로 정의되며, 상기 복수의 제2자석은 상기 제1자석을 중심으로 회전 가능한 것일 수 있다.In this embodiment, one of the plurality of magnets is a first magnet located at the center of the cross section perpendicular to the extension direction of the filter space, and the rest is spaced apart from the first magnet by a predetermined distance and circumferentially. It is defined as a second magnet arranged along a direction, and the plurality of second magnets may be rotatable around the first magnet.
본 실시예에 있어서, 상기 막부는 회전하는 자석과 일체로 회전할 수 있다.In this embodiment, the membrane unit may rotate integrally with the rotating magnet.
본 실시예에 있어서, 상기 막부는 복수 개 구비되어 상기 자석의 연장 방향을 따라 서로 이격된 위치에 배치될 수 있다.In this embodiment, a plurality of the membrane portions may be provided and disposed at positions spaced apart from each other along the extension direction of the magnet.
본 실시예에 있어서, 인접한 2개의 막부는 상기 필터 공간의 연장 방향을 따라 바라보는 경우 완전히 겹치지 않도록 배치될 수 있다.In this embodiment, two adjacent membrane portions may be disposed so as not to completely overlap when viewed along the extending direction of the filter space.
본 실시예에 있어서, 상기 유입구와 상기 유출구는 상기 하우징의 연장 방향을 따라 서로 이격된 위치에 구비될 수 있다.In this embodiment, the inlet and the outlet may be provided at positions spaced apart from each other along the extending direction of the housing.
본 실시예에 있어서, 상기 자석은 상기 필터 공간의 연장 방향을 따라 연장 형성될 수 있다.In this embodiment, the magnet may be formed to extend along the extending direction of the filter space.
본 실시예에 있어서, 상기 자석은 소정 직경을 가지는 원기둥 형상일 수 있다.In this embodiment, the magnet may have a cylindrical shape having a predetermined diameter.
본 발명의 실시예에 따르면, 자석 필터 내부에서의 자성체 입자에 가해지는 자기장의 힘을 향상시키고 자성체 입자들의 체류시간이 입자들 사이에서 균등해질 수 있도록 할 수 있다. 결국, 자성체 입자들의 포집 효율을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to improve the force of a magnetic field applied to the magnetic material particles inside the magnetic filter, and to make the residence time of the magnetic material particles equal among the particles. Consequently, it is possible to improve the collection efficiency of magnetic particles.
도 1은 통상적인 자석 필터 내에 금속 입자가 포함된 유체를 유동시키는 시뮬레이션을 통해 자석 필터 내에서의 금속 입자들의 이동 경로 및 금속 입자들의 체류 시간을 나타낸 결과를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 필터 내에 금속 입자가 포함된 유체를 유동시키는 시뮬레이션을 통해 자석 필터 내에서의 금속 입자들의 이동 경로 및 금속 입자들의 체류 시간을 나타낸 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 막부의 형상을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view showing a result of showing a movement path of metal particles and a residence time of metal particles in a magnetic filter through a simulation of flowing a fluid containing metal particles in a conventional magnetic filter.
FIG. 2 is a view showing a result of showing a movement path of metal particles and a residence time of metal particles in a magnetic filter through simulation of flowing a fluid containing metal particles in a magnetic filter according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the shape of a membrane portion according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will become apparent with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have it, and the invention is only defined by the scope of the claims. Meanwhile, terms used in the present specification are for explaining embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprises" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, actions and/or elements, and/or elements, steps, actions and/or elements mentioned. Or does not preclude additions. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by terms. The terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another component.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 필터 내에 금속 입자가 포함된 유체를 유동시키는 시뮬레이션을 통해 자석 필터 내에서의 금속 입자들의 이동 경로 및 금속 입자들의 체류 시간을 나타낸 결과를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 막부의 형상을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a result of showing a movement path of metal particles and a residence time of metal particles in a magnetic filter through a simulation of flowing a fluid containing metal particles in a magnetic filter according to an embodiment of the present invention, 3 is a view showing the shape of a membrane portion according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 자석 필터(100)은 하우징(110), 복수의 자석(120, 130) 및 막부(140, 150)을 포함할 수 있다.The
하우징(110)은 유입구(111)와 유출구(112) 및 필터 공간(113)을 가질 수 있다. The
유입구(111)와 유출구(112)는 하우징(110)의 연장 방향을 따라 서로 이격된 위치에 구비될 수 있다. 본 실시예에서 유입구(111)는 하우징(110)의 하부에 제공되며, 유출구(112)는 하우징(110)의 외주면 상단부에 제공될 수 있다.The
자성체를 포함하는 유체는 유입구(111)를 통해 유입되어 필터 공간(113)을 거쳐 유출구(112)를 통해 배출될 수 있다. 이 때, 유체 내 포함된 자성체는 필터 공간(113)에서 후술하는 복수의 자석(120, 130)에 의해 포집될 수 있다.The fluid including the magnetic material may be introduced through the
복수의 자석(120, 130)은 유입구(111)를 통해 유입된 유체 내 자성체를 포집하기 위하여 필터 공간(113) 내에 이격 배치될 수 있다.The plurality of
자석(120, 130)은 필터 공간(113)의 연장 방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 본 실시예에서 자석(120, 130)은 소정 직경을 가지는 원기둥 형상일 수 있다.The
본 실시예에서, 복수의 자석(120, 130) 중 어느 하나는 필터 공간(113)의 연장 방향과 수직하게 교차하는 단면 상의 중심부에 위치하는 제1자석(120)으로, 나머지는 제1자석(120)을 중심으로 소정 간격 이격되어 원주 방향을 따라 나열되는 제2자석(130)으로 정의될 수 있다. In this embodiment, any one of the plurality of
막부(140, 150)는 자석(120, 130)의 연장 방향과 교차하는 방향을 따라 복수의 자석(120, 130) 사이의 이격 공간을 가로질러 배치될 수 있다. 막부(140, 150)를 통해 자성체를 포함하는 유체의 유동 경로는 필터 공간(113)의 상하 방향을 따라 막부(140, 150)를 우회하여 형성되기 때문에 필터 공간(113) 내의 자성체 입자 체류 시간을 길게 형성할 수 있다.The
막부(140, 150)는 인접한 2개의 자석(120-130; 130-130)에 말착될 수 있도록 자석(120, 130)의 외주와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서 자석(120, 130)의 외주 단면은 원형이기 때문에 막부(140, 150)에는 원형의 일부 형상에 대응되는 홈(141, 151) 또는 원형공(142, 152)이 형성될 수 있다.The
막부(140, 150)는 복수 개 구비되어 자석(120, 130)의 연장 방향을 따라 서로 이격된 위치에 배치될 수 있다.A plurality of
인접한 2개의 막부(140, 150)는 필터 공간(113)의 연장 방향을 따라 바라보는 경우 완전히 겹치지 않도록 배치될 수 있다.Two
복수의 자석(120, 130) 중 적어도 일부는 그룹을 형성하여 소정의 중심축을 중심으로 회전할 수 있다. 본 실시예에서 복수의 제2자석(130)이 그룹을 이루어 제1자석(120)을 중심으로 회전할 수 있다. 이 때, 막부(140, 150)는 제2자석(130)과 일체로 제1자석(120)을 중심으로 회전할 수 있다.At least some of the plurality of
복수의 제2자석(130)의 회전에 의해 자석(120, 130) 주변으로의 자성체 입자의 순환 유동이 증가되어 결국 유동 경로가 길게 형성됨으로써 자성체 입자의 체류 시간이 길게 형성될 수 있다. 입자들마다 필터 공간(113) 내에서의 체류 시간이 길어지므로 입자 간 체류시간의 평균 대비 표준편차도 감소할 수 있어 자성체 입자의 거동이 균일화될 수 있다.The rotation of the plurality of
다음의 표는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 필터 내에서의 금속 입자들의 체류시간의 평균 대비 표준편차와 금속입자들이 받는 자기장의 평균 크기를 나타낸다. 도 1의 통상적인 자석 필터 내에 금속 입자가 포함된 유체를 유동시키는 시뮬레이션 결과와 대비하기 위하여 자석 필터(100) 내에 유입되는 금속 입자의 유량은 동일하게 설정하였다.The following table shows the standard deviation of the average residence time of the metal particles in the magnetic filter according to an embodiment of the present invention and the average size of the magnetic field received by the metal particles. In order to contrast with the simulation result of flowing a fluid containing metal particles in the conventional magnetic filter of FIG. 1, the flow rate of the metal particles flowing into the
본 발명의 일 실시예에 있어, 금속 입자들의 체류시간의 평균 대비 표준편차는 0.75 로 통상적인 자석 필터 대비 73.3% 가 감소한 것으로 보아, 상당량 금속 입자들의 거동이 균일화되는 것을 확인할 수 있다.In one embodiment of the present invention, it can be seen that the standard deviation of the residence time of the metal particles relative to the average is 0.75, which is 73.3% lower than that of a conventional magnetic filter, so that a considerable amount of the behavior of the metal particles is uniform.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어, 금속 입자들이 받는 자기장의 평균 크기도 0.54 Tesla 로, 통상적인 자석 필터 대비 40.7%가 향상되는 것으로 보아, 자성체 입자의 포집 효율도 크게 향상되는 것을 확인할 수 있다.In addition, in an embodiment of the present invention, the average size of the magnetic field received by the metal particles is also 0.54 Tesla, which is 40.7% higher than that of a conventional magnetic filter, so it can be seen that the collection efficiency of the magnetic material particles is also greatly improved. .
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiment, it is possible to make various modifications or variations without departing from the gist and scope of the invention. Accordingly, the scope of the appended claims will include such modifications or variations as long as they fall within the gist of the present invention.
100 : 자석 필터
110 : 하우징
111 : 유입구
112 : 유출구
113 : 필터 공간
120 : 제1자석
130 : 제2자석
140, 150 : 막부100: magnetic filter
110: housing
111: inlet
112: outlet
113: filter space
120: first magnet
130: second magnet
140, 150: Shogunate
Claims (10)
상기 유입구를 통해 유입된 유체 내 자성체를 포집하기 위하여 상기 필터 공간 내에 이격 배치되는 복수의 자석; 및
상기 자석의 연장 방향과 교차하는 방향을 따라 상기 복수의 자석 사이의 이격 공간을 가로질러 배치되는 막부;를 포함하는, 자석 필터.A housing having an inlet and an outlet and a filter space;
A plurality of magnets spaced apart from each other in the filter space to collect the magnetic material in the fluid introduced through the inlet; And
Containing, a magnetic filter comprising; a membrane portion disposed across the spaced space between the plurality of magnets along a direction crossing the extension direction of the magnet.
상기 막부는 인접한 2개의 상기 자석에 밀착될 수 있도록 상기 자석의 외주와 대응되는 형상을 갖는, 자석 필터. The method of claim 1,
The membrane portion has a shape corresponding to the outer periphery of the magnet so as to be in close contact with the two adjacent magnets, magnetic filter.
상기 복수의 자석 중 적어도 일부는 그룹을 형성하여 소정의 중심축을 중심으로 회전가능한, 자석 필터.The method according to claim 1 or 2,
At least some of the plurality of magnets form a group so as to be rotatable about a predetermined central axis.
상기 복수의 자석 중 어느 하나는 상기 필터 공간의 연장 방향과 수직하게 교차하는 단면 상의 중심부에 위치하는 제1자석으로, 나머지는 상기 제1자석을 중심으로 소정 간격 이격되어 원주 방향을 따라 나열되는 제2자석으로 정의되며,
상기 복수의 제2자석은 상기 제1자석을 중심으로 회전 가능한, 자석 필터.The method of claim 3,
Any one of the plurality of magnets is a first magnet located in the center of the cross section perpendicular to the extending direction of the filter space, and the rest are spaced apart from the first magnet at a predetermined interval and arranged along the circumferential direction. It is defined as two magnets,
The plurality of second magnets are rotatable around the first magnet.
상기 막부는 회전하는 자석과 일체로 회전하는, 자석 필터.The method of claim 3,
The membrane unit rotates integrally with the rotating magnet, a magnetic filter.
상기 막부는 복수 개 구비되어 상기 자석의 연장 방향을 따라 서로 이격된 위치에 배치되는, 자석 필터.The method of claim 1,
A plurality of the membrane portions are provided and disposed at positions spaced apart from each other along the extension direction of the magnet.
상기 자석의 연장 방향을 따라 인접한 2개의 막부는 상기 필터 공간의 연장 방향을 따라 바라보는 경우 완전히 겹치지 않도록 배치되는, 자석 필터.The method of claim 6,
Two membrane portions adjacent along the extension direction of the magnet are disposed so as not to completely overlap when viewed along the extension direction of the filter space.
상기 유입구와 상기 유출구는 상기 하우징의 연장 방향을 따라 서로 이격된 위치에 구비되는, 자석 필터.The method of claim 1,
The inlet and the outlet are provided at positions spaced apart from each other along the extending direction of the housing.
상기 자석은 상기 필터 공간의 연장 방향을 따라 연장 형성된, 자석 필터.The method of claim 1,
The magnet is formed to extend along the extending direction of the filter space, the magnetic filter.
상기 자석은 소정 직경을 가지는 원기둥 형상인, 자석 필터.
The method of claim 9,
The magnet is a cylinder shape having a predetermined diameter, magnetic filter.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112933988A (en) * | 2021-02-22 | 2021-06-11 | 上海华力集成电路制造有限公司 | Filtration apparatus and method |
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2019
- 2019-07-10 KR KR1020190083381A patent/KR20210007256A/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112933988A (en) * | 2021-02-22 | 2021-06-11 | 上海华力集成电路制造有限公司 | Filtration apparatus and method |
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