KR102002557B1 - 철 함유된 미세 입자 여과 장치 및 그 제작 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 형태는 여과되는 대상인 여과 매체의 유입측에 배치된 부직포 재질의 제1부직포 필터; 상기 여과 매체의 유출측에 배치된 부직포 재질의 제2부직포 필터; 및 상기 제1부직포와 제2부직포 사이에 위치한 메쉬망으로서, 상기 메쉬망에 하나 이상의 영구자석이 배치되어 있는 메쉬망 필터;를 포함할 수 있다. 상기 메쉬망 필터는, 영구자석이 배치되는 제1메쉬망; 및 상기 제1메쉬망의 상측면에 배치된 영구자석이 이탈하지 못하도록 상기 제1메쉬망의 상측면에 결합되는 영구자석 이탈방지용도의 제2메쉬망;을 포함할 수 있다.
Description
철 함유된 미세 입자 여과 장치 및 여과 장치 제작 방법에 관한 것으로서, 변속 장치, 엔진, 금속 가공기계 등 내부에 충진된 순환용 윤활유에 혼합된 미세 입자를 여과시키는 미세 입자 여과 장치 및 여과 장치 제작 방법에 관한 것이다.
운송수단인 자동차 또는 전동차 운행시 속도변환하기 위한 핵심부품인 동력 전달장치인 변속기(장치)는 속도에 따라 적합한 변속장치 위치가 유지되도록 하는 동력전달 장치이다. 변속장치는 자동 또는 수동변속장치 두 종류가 있으며, 운행중 운전자 습관에 따라 다양한 속도를 변화하기 위해 변속장치 내부에 내장된 다양한 크기와 톱니 수에 따라 속도를 자유롭게 변환할 수 있어 정속운행속도를 유지할 수 있는 구조로 되어 있다. 변속장치는 저속에서 고속에 이르기까지 다양한 운행 조건과 속도에 따라 원활하게 변속하기 위해 변속기능에 적합한 윤활유가 내부에 충진되어 있어 다양한 조건에도 변속이 원활하게 하기 위해 윤활유 순환장치에 의해 반영구적으로 윤활유가 순환되도록 하였다.
또한 엔진, 금속 가공기계 등 내부에 중진된 순환용 윤활유는 다양한 작동 조건에 무관하게 원활하게 구동하도록 하거나, 또는 금속류 마모, 부식, 고열 냉각 등을 최소화 하기 위해 미세한 철 가루 또는 다양한 이물질들을 필터링하고 여과하여 반영구적으로 윤활유가 순환되도록 하였다.
변속장치, 엔진, 금속 가공기계 등의 윤활유 여과를 위한 윤활유 필터가 사용되는데, 윤활유 필터는 유리, 셀룰로오스, 천연섬유, 화학섬유, 합성 섬유 및 또한 금속 섬유를 함유한 도 1과 같은 부직포 필터(10)가 통상 사용된다. 이들 부직포 필터에서는, 액체를 여과하여 60㎛ 초과 크기의 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다.
한편, 다양한 운전자 습관에 따라서 정 속도에 맞게 변속위치가 아닌 과부하 상태의 변속위치, 급격한 속도변경 등에 의한 시시각각 운행조건에 의해 톱니바퀴 위치 변경 또는 과부하시 톱니바퀴(gear)간 마찰 또는 톱니바퀴가 어긋날 경우 톱니바퀴 핵심 소재인 철성분인 합금소재에서 특히 미세하고 다양한 크기의 철 성분 가루가 다량 발생한다.
그런데 기존의 부직포 필터는 철가루와 같은 미세 입자를 충분히 여과할 수 없는 문제가 있다. 따라서 철가루를 포집하여 필터링할 수 있는 새로운 형태의 윤활유 필터의 개발이 시급한 실정이다.
또한 엔진, 금속 가공기계(공작기계) 가동중 발생하는 열을 방지하기 위해 순환용 윤활유를 사용하는데 유리, 셀룰로오스, 천연섬유, 화학섬유, 합성 섬유, 금속 섬유 또는 금속류 등 다양한 이물질이 혼입되므로 윤활유 순환이 잘 되도록 여과할 수 있는 다양한 미세한 입자 크기와 형태의 필터 개발이 필요하다.
본 발명의 기술적 과제는 변속 장치, 엔진 또는 금속가공기계류 등에서 사용되는 윤활유에서 철가루 또는 다양한 불순물 미세 입자를 필터링하여 여과시킬 수 있는 미세 입자 여과 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 여과되는 대상인 여과 매체의 유입측에 배치된 부직포 재질의 제1부직포 필터; 상기 여과 매체의 유출측에 배치된 부직포 재질의 제2부직포 필터; 및 상기 제1부직포와 제2부직포 사이에 위치한 메쉬망으로서, 상기 메쉬망에 하나 이상의 영구자석이 배치되어 있는 메쉬망 필터;를 포함할 수 있다.
상기 메쉬망 필터는, 영구자석이 배치되는 제1메쉬망; 및 상기 제1메쉬망의 상측면에 배치된 영구자석이 이탈하지 못하도록 상기 제1메쉬망의 상측면에 결합되는 영구자석 이탈방지용도의 제2메쉬망;을 포함할 수 있다.
상기 메쉬망 필터는, 복수개의 영구자석이 메쉬망 상에서 동일한 배치 간격으로 배치되어 있음을 특징으로 할 수 있다.
상기 메쉬망 필터는, 복수개의 영구자석들이 동일 간격으로 가로축으로 배열된 영구자석 가로축 어레이가 세로축으로 복수개 배치되며, 인접하는 두 개의 영구자석 가로축 어레이의 배치는, 세로축을 따라 영구자석들이 서로 교번되게 위치하도록 배치됨을 특징으로 할 수 있다.
상기 메쉬망 필터는, 메쉬망의 가장자리에서 메쉬망의 중심부로 갈수록 영구자석들의 배치 밀도가 더 조밀하게 배치되어 있음을 특징으로 할 수 있다.
상기 메쉬망 필터는, 메쉬망의 기 설정된 위치 중심부에서 멀어질수록 영구자석들의 배치 밀도가 더 조밀하게 배치되도록 할 수도 있으며, 순환용인 경우에는 윤활유 흡입구에는 영구자석을 배치를 안하거나 적게하고, 배출구에는 영구자석들을 많이 배치를 할 수도 있다.
상기 메쉬망은 두께를 가지는 스테인리스 재질로서 하나 이상의 안착홈이 마련되어 있으며, 상기 영구자석은 상기 안착홈에 안착되어 용접, 접착제로 고정하거나 또는 영구자석 이탈을 방지하기 위해 메쉬망을 영구자석 덮게 용으로 결합되어 있음을 특징으로 할 수 있다.
특히 스테인리스 재질은 영구 자석은 될 수 없으나, 스테인리스 메쉬망 상측 또는 하측에 영구 자석이 붙어 있는 경우에는 영구자석처럼 자화(磁化)되어 영구자석 역할을 할 수 있음을 특징으로 할 수 있다.
상기 메쉬망 직조(織造)는 운송수단용 변속장치 또는 엔진, 금속가공 기계류 등 사용용도에 맞게 철 성분이 함유된 스테인리스, 또는 합금한 금속선으로 선의 굵기는 0.015㎛ 이상 세공(細孔)은 0.020㎛이상으로 하는 것이 바람직하다.
상기 직조방식은 평직(平織), 능직(綾織), 단직(緞織), 사라직(紗羅織), 또는 이들 기본조직들을 변형시킨 금(錦)으로 제작할 수 있다.
특히 상기 순환용 윤활유인 경우에는 흡입하는 윤활유의 압력 및 온도에 따라 금속선의 굵기를 굵게 또는 세공을 크게 메쉬망을 직조하여 미세한 철 가루를 영구자석으로 포집 하거나, 또는 영구자석 없이 미세한 이물질들을 필터링하여 여과할 수 있다.
또한 본 발명은 메쉬망 원판을 절단하여 여과 면적에 대응되는 크기의 제1메쉬망을 마련하는 제1메쉬망 준비 과정; 하나 이상의 자화 또는 자화되지 않은 자성체를 제1메쉬망에 배치하는 자성체 배치 과정; 상기 제1메쉬망에 배치된 자성체를 메쉬망에 결합되도록 용접 또는 접착하는 자성체 용접 또는 접착 과정; 상기 자성체를 자화시켜 영구자석으로 변환시키는 자성체 자화 과정; 및 상기 제1메쉬망의 일측면에 제1부직포를 결합시키며, 상기 제1메쉬망의 타측면에 제2부직포를 결합시키는 부직포 결합 과정;을 포함할 수 있다.
상기 부직포 결합 과정이 있기 이전에, 상기 제1메쉬망의 상측면에 영구자석이 이탈하지 못하도록 영구자석 이탈방지용의 제2메쉬망을 결합시키는 제2메쉬망 결합 과정;을 포함한다.
상기 제1메쉬망 준비 과정이 있은 후, 자성체가 결합될 지점을 압착하여 제1메쉬망 상에 하나 이상의 안착홈을 형성하는 과정;을 포함하며, 상기 자성체 배치 과정은, 상기 안착홈에 자성체를 안착시키며, 상기 자성체 용접 또는 접착은, 안착홈에 안착된 자성체가 안착홈에 결합되도록 고정함을 특징한다.
상기 자성체 배치 과정은, 복수개의 자성체가 제1메쉬망 상에서 동일한 배치 간격으로 배치되도록 함을 특징으로 할 수 있다.'
상기 자성체가 배치되는 배치 간격은, 상기 자성체가 자화되어 영구자석으로 될 시에, 영구자석의 자기력(磁氣力/ magnetic force)의 세기에 따라서 배치 간격이 결정됨을 특징으로 할 수 있다.
상기 자성체 배치 과정은, 메쉬망의 가장자리에서 메쉬망의 중심부로 갈수록 자성체들의 배치 밀도가 더 조밀하게 배치되도록 함을 특징으로 할 수 있다.
상기 메쉬망 자성체 배치는, 메쉬망의 기 설정된 위치 중심부에서 멀어질수록 영구자석들의 배치 밀도가 더 조밀하게 배치되도록 할 수도 있으며, 순환용 윤활유는 흡입구 또는 배출구에 영구자석들을 배치를 조밀하게 또는 안 할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 변속 장치, 엔진 또는 금속 가공기계 등에서 사용되는 윤활유에서 철가루 이물질 등 미세 입자를 필터링하여 여과시킬 수 있어, 기아 변속, 엔진 또는 금속 가공기계 과부하 등의 이유로 발생되는 미세 철가루로 인한 변속 장치, 엔진의 고장을 방지할 수 있으며 또한 엔진, 금속 가공기계 과부하로 인한 고열을 냉각할 수 있어 고장을 미리 예방 할 수 있다.
도 1은 기존의 여과 장치에 사용되는 부직포 필터를 도시한 그림.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 철 함유된 미세 입자 여과 장치의 분해 사시도.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 영구자석 이탈방지용 메쉬망이 포함된 미세 입자 여과 장치의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 철 함유된 미세 입자 여과 장치의 실제 제품 사진.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 동일 간격으로 영구자석이 배치된 메쉬망 필터의 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 중심부로 갈수록 영구자석이 더 조밀하게 배치된 메쉬망 필터의 평면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 중심부에서 멀어질수록 흡입구 또는 배출구에 영구자석이 더 조밀하게 배치된 메쉬망 필터의 평면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 흡입구 또는 배출구에 영구자석이 없게 배치된 메쉬망 필터의 평면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 안착홈에 영구자석이 안착되어 결합된 메쉬망 필터의 단면도.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 철 함유된 미세 입자 여과 장치 제작 공정을 도시한 플로차트.
도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 철 함유된 미세 입자 여과 장치의 메쉬망 덮게 제작 공정을 도시한 플로차트.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 안착홈에 영구자석이 안착 용접 또는 접착되는 과정들을 도시한 그림.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 철 함유된 미세 입자 여과 장치의 분해 사시도.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 영구자석 이탈방지용 메쉬망이 포함된 미세 입자 여과 장치의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 철 함유된 미세 입자 여과 장치의 실제 제품 사진.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 동일 간격으로 영구자석이 배치된 메쉬망 필터의 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 중심부로 갈수록 영구자석이 더 조밀하게 배치된 메쉬망 필터의 평면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 중심부에서 멀어질수록 흡입구 또는 배출구에 영구자석이 더 조밀하게 배치된 메쉬망 필터의 평면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 흡입구 또는 배출구에 영구자석이 없게 배치된 메쉬망 필터의 평면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 안착홈에 영구자석이 안착되어 결합된 메쉬망 필터의 단면도.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 철 함유된 미세 입자 여과 장치 제작 공정을 도시한 플로차트.
도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 철 함유된 미세 입자 여과 장치의 메쉬망 덮게 제작 공정을 도시한 플로차트.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 안착홈에 영구자석이 안착 용접 또는 접착되는 과정들을 도시한 그림.
이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 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, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 철 함유된 미세 입자 여과 장치의 분해 사시도이며, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 영구자석 이탈방지용 메쉬망이 포함된 미세 입자 여과 장치의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 철 함유된 미세 입자 여과 장치의 실제 제품 사진이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 동일 간격으로 영구자석이 배치된 메쉬망 필터의 평면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 중심부로 갈수록 영구자석이 더 조밀하게 배치된 메쉬망 필터의 평면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 중심부에서 멀어질수록 흡입구 또는 배출구에 영구자석이 더 조밀하게 배치된 메쉬망 필터의 평면도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 흡입구 또는 배출구에 영구자석이 없게 배치된 메쉬망 필터의 평면도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 안착홈에 영구자석이 안착되어 결합된 메쉬망 필터의 단면도이다.
본 발명의 미세 입자 여과 장치는, 트랜스미션과 같은 변속장치 내에서 순환되는 윤활유에 미세한 철성분의 가루 또는 조각들이 혼합되어 변속 장치가 제 기능을 발휘하지 못하여, 변속장치의 보증기간 이내에 손쉽게 톱니가 파손 또는 마모되는 것을 방지하기 위한 윤활유 필터 장치이다.
또한 본 발명의 미세 입자 여과 장치는, 엔진, 금속 가공기계 등 내에서 순환되는 윤활유에 미세한 철 성분의 가루, 조각들 또는 다양한 이물질들이 혼합되어 제 기능을 발휘하지 못하여, 보증기간 이내에 손쉽게 파손, 마모 또는 고열에 의한 내구성 결함 등을 방지하기 위한 윤활유 필터 장치이다.
이를 위하여 본 발명의 미세 입자 여과 장치(100)는, 제1부직포 필터(110), 제2부직포 필터(120), 및 메쉬망 필터(130)를 포함한다.
이하 설명에서 미세 입자 여과 장치는, 자동차의 변속 장치(트랜스미션)에 사용되는 예시를 들어 설명하겠으나, 이에 한정되지 않고 다른 다양한 장치에서 미세 입자를 여과하는 장치에도 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
제1부직포 필터(110)는, 여과되는 대상인 여과 매체의 유입측에 배치된 부직포 재질의 필터이다. 제2부직포 필터(120)는, 여과되는 대상인 여과 매체의 유출측에 배치된 부직포 재질의 필터이다.
윤활유(오일)의 여과 매체가 유입되어 제1부직포 필터(110)를 거친 후 제2부직포 필터(120)를 거쳐 유출될 수 있다. 따라서 제1부직포 필터(110)와 제2부직포 필터(120)의 재질인 부직포는 셀룰로오스, 합성 섬유, 금속 섬유 등의 재질로 구현되어, 여과 매체 내에 존재하는 미세 입자를 필터링하여 걸러낼 수 있게 된다.
메쉬망 필터(130)는 윤활유와 같은 여과 매체 내에 존재하는 미세한 철가루를 걸러내는 필터로서, 다양한 이물질들을 걸러내는 필터로서, 제1부직포 필터(110)와 제2부직포 필터(120) 사이에 위치한 제1메쉬망(130a)과 제2메쉬망(130b)로 구현된다.
즉, 메쉬망 필터는 도 2(a)에 도시한 바와 같이 단일의 제1메쉬망(130a)으로만 구현될 수 있는데, 제1메쉬망(130a)에는 영구자석이 배치된다.
또는 메쉬망 필터는, 도 2(b)에 도시한 바와 같이 제1메쉬망(130a)과 제2메쉬망(130b)의 2개의 메쉬망으로 구현될 수 있는데, 이럴 경우, 메쉬망 필터(130)는, 영구자석이 배치되는 제1메쉬망(130a)과, 제1메쉬망(130a)의 상측면에 배치된 영구자석이 이탈하지 못하도록 제1메쉬망(130a)의 상측면에 결합되는 영구자석 이탈방지용도의 제2메쉬망(130b)을 구비한다.
메쉬망 필터(130)의 각 메쉬망(130a,130b)은, 스테인리스 재질로 된 AISI 430, 410소재가 사용될 수 있으며, 메쉬망의 각 구멍 크기(pore),는 20um 보다는 크게 제작되도록 하는 것이 바람직하다. 이는, 변속장치 내의 철 성분을 가진 미세 입자의 크기는 직경 35~100um의 크기를 가지는데, 미세 입자를 걸러내기 위하여 메쉬망의 구멍 크기를 20um 보다 작게 할 경우 윤활유 순환장치 내의 윤활유 압력에 따라 변속장치에 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
이에 본 발명은, 메쉬망에 하나 이상의 영구자석(131)이 배치되도록 하여 이러한 영구자석(131)을 통해 철가루의 미세 입자를 걸러내도록 구현한다. 영구자석(131)의 재질은 훼어라이트, 네오디움, 희토류, 이들 합금 등의 재질로 구현될 수 있다.
영구자석(131)은 특성상 금속선으로 제작할 수 없기 때문에 영구자석(131)으로 된 메쉬망을 구현할 수 없다. 따라서 메쉬망에 하나 이상의 영구자석(131)을 배치시켜 결합하여, 메쉬망(130a, 130b) 자체가 영구자석에 의해 자화되어 영구자석 역할을 할 수 있으므로 영구자석(131)을 통해 철가루와 동시에 다양한 이물질들을 걸러내는 것이다.
따라서 순환용 윤활유와 같은 여과 매체가 메쉬망 필터(130)를 거쳐 통과할 때 여과 매체내에 존재하는 철가루가 메쉬망에 마련된 영구자석(131)의 자기력에 의해 달라붙게 되어, 결국 윤활유내의 철가루 또는 자연스럽게 이물질 등을 걸러낼 수 있게 된다.
참고로 본 발명의 메쉬망의 직조 규격과 영구자석(131)의 크기는 다음과 같이 규격을 가지는 것이 바람직하다.
- 메쉬망 직조 규격 실시예1: Wire Diameter 직경 0.12~0.15mm일 때 Pore Diameter 0.2~0.32mm
- 메쉬망 직조 규격 실시예2: Wire Diameter 직경 0.025mm일 때 Pore Diameter 0.033mm
- 메쉬망 직조 규격 실시예3: Wire Diameter 직경 0.12일 때 Pore Diameter 0.2
- 영구자석 형태 및 크기: 형태는 원형인 경우는 직경 2mm 이상 높이는 1.0mm 이상 자속은 2,500 Gauss 이상, 형태가 직사각형인 경우는 가로 5mm 세로110mm 높이 1.0mm 이상 자속은 4,000 Gauss 이상, 또한 용도 또는 여과 필터의 모양에 따라 다양한 형태의 모양으로 변경도 가능하다
한편, 메쉬망 필터(130)는, 복수개의 영구자석(131)이 메쉬망 상에서 동일한 배치 간격으로 배치되도록 한다. 영구자석(131)의 자기력에 따라서 두 개의 영구자석(131)간의 배치 간격이 결정되는데, 최소 약 10mm 초과하여 배치되도록 한다. 두 개의 영구자석(131)은 최소 약 10mm 이내에서 서로 달라붙기 때문에, 두 개의 영구자석(131)간의 배치 간격을 약 10mm 이상 초과하도록 하는 것이다.
복수개의 영구자석(131)이 메쉬망 필터(130) 상에서 동일한 배치 간격으로 배치됨에 있어서, 도 4에 도시한 바와 같이 복수개의 영구자석(131)들이 동일 간격으로 가로축으로 배열된 영구자석(131) 가로축 어레이가 세로축으로 복수개 배치되며, 인접하는 두 개의 영구자석(131) 가로축 어레이의 배치는, 세로축을 따라 영구자석(131)들이 서로 교번되게 위치하도록 배치되어 있도록 할 수 있다. 이는 동일한 배치 간격으로 영구자석(131)을 배치하여 전영역에 걸쳐서 여과 매체 내의 철가루를 고르게 걸려내기 위함이다.
이밖에 메쉬망 필터(130)는, 도 5에 도시한 바와 같이 메쉬망의 가장자리에서 메쉬망의 중심부로 갈수록 영구자석(131)들의 배치 밀도가 더 조밀하게 배치되도록 구현할 수 있다. 윤활유와 같은 여과 매체가 여과 장치를 통과할 때, 중심부를 통과하는 여과 매체의 유속이 가장자리의 유속보다 더 빠르게 된다. 따라서 유속이 빠른 중심부를 통해 더 많은 철가루가 통과하게 되기 때문에, 메쉬망 필터(130)의 중심부에 더 많은 영구 자석을 배치하여 효율적인 철가루 필터링이 이루어지도록 하기 위함이다.
이밖에 윤활유의 흡입구인 메쉬망의 중심부에서 배출구인 메쉬망의 가장자리로 갈수록 영구자석(131)들의 배치 밀도가 더 조밀하게 배치되도록(도 6) 구현할 수 있다. 순환용 윤활유가 여과 장치를 통과할 때, 중심부를 통과하는 여과 매체의 유속이 가장자리의 유속보다 더 빠르게 된다. 따라서 유속이 빠른 중심부를 통해 더 많은 철가루가 통과하게 되기 때문에, 메쉬망 필터(130)의 중심부에 적게하거나 없게하고 배출구인 가장자리에는 더 많은 영구 자석을 배치하여(도 7) 효율적인 철가루 필터링이 이루어지도록 하기 위함이다.
한편, 메쉬망에 하나 이상의 영구자석(131)이 배치됨에 있어서, 용접 또는 접착제 등을 통하여 영구자석(131)이 메쉬망에 결합된다. 그런데 이럴 경우, 메쉬망의 표면에서 용접 또는 접착제로 결합된 영구자석(131)이 돌출되는 형태를 가져, 메쉬망과 영구자석(131)이 분리되는 경우가 자주 발생할 우려가 있다.
이에 본 발명은, 도 8(a)에 도시한 바와 같이 제1메쉬망(130a)에 안착홈을 마련하여, 안착홈에 영구자석(131)을 안착시켜 용접 또는 접착제로 결합시킨다. 따라서 안착홈에 매립 안착된 영구자석(131)은 메쉬망과 쉽게 분리되지 않게 된다.
또는 8(b)에 도시한 바와 같이 제1메쉬망(130a)에 안착홈을 마련하여, 안착홈에 영구자석(131)을 안착시켜 용접, 접착제로 결합시킨 다음에 안착홈에 매립 안착된 영구자석(131)이 제1메쉬망(130a)과 쉽게 분리되지 않도록 제1메쉬망(130a)의 상측면에 덮게용도로서 제2메쉬망(130b)을 용점 또는 접착제로 결합하여 악조건인 영우에도 영구자석(131)이 메쉬망 필터(130)에서 일체 분리되지 않게 할 수 있다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 철 함유된 미세 입자 여과 장치 제작 공정을 도시한 플로차트이며, 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 철 함유된 미세 입자 여과 장치의 메쉬망 덮게 제작 공정을 도시한 플로차트이며, 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 안착홈에 영구자석이 안착 용접되는 과정들을 도시한 그림이다.
본 발명의 여과 장치 제작 방법은 도 9a 및 도 9(b)에 도시한 바와 같이, 제1메쉬망 준비 과정(S710), 안착홈 형성 과정(S720), 자성체 배치 과정(S730), 자성체 용접 또는 접착(S740), 자성체 자화 과정(S750), 및 부직포 결합 과정(S760)을 포함할 수 있다. 추가로 영구자석 이탈 방지 용도의 제2메쉬망 결합 과정(S755)를 더 가질 수 있다.
제1메쉬망 준비 과정(S710)은, 메쉬망 원판을 절단하여 여과 면적에 대응되는 크기의 제1메쉬망(130a)을 마련하는 과정이다. Wire Diameter 직경 0.12~0.15mm일 때 Pore Diameter 0.2~0.35mm, Wire Diameter 직경 0.025mm일 때 Pore Diameter 0.033mm, Wire Diameter 직경 0.12일 때 Pore Diameter 0.2를 가지는 메쉬망이 사용될 수 있다. 참고로 제1메쉬망 준비 과정(S710)은 별도의 절단기로 메쉬망 원판이 로딩되어, 절단기내에서 미리 준비된 규격의 크기로서 메쉬망이 절단된다.
제1메쉬망(130a)이 준비되면, 직조된 메쉬망의 기 설정된 위치에 영구자석(131)을 전기 스포트 용접기(electric spot welding)로 용접 결합하는 과정이 진행되어야 한다. 그런데 영구자석(131)을 직접 제1메쉬망(130a)에 용접하여 결합하게 되면 영구자석(131)의 자화력이 손상되는 문제가 발생할 수 있다. 전기 스포트 용접시에 열에 의해 자화가 약 60% 이상 손실되기 때문이다.
이에 본 발명은, 하나 이상의 자화 또는 자화되지 않은 자성체를 제1메쉬망(130a)에 배치하는 자성체 배치 과정(S730)을 거친 후, 제1메쉬망(130a)에 배치된 자성체를 제1메쉬망(130a)에 결합되도록 용접하는 자성체 용접 또는 접착(S740)을 가지도록 한다. 여기서 자성체는, 자화된 자성체로서 추후 자기화(磁氣化)에 의해 더욱 강한 가력을 가지게 되는 자성체이거나, 또는 자기력이 없는 자성체로서 추후 자기화(磁氣化)에 의해 자력을 가지게 되는 자성체를 말하는 것으로서, 훼어라이트, 네오디움, 희토류, 이들 합금 등의 재질로 구현될 수 있다.
자성체 용접 또는 접착(S740)이 종료하면, 자성체를 자화기(영구자석(131)을 만들기 위해 자화하는 장치)에 로딩하여 인입시킨 후, 자성체를 자화시켜 영구자석(131)으로 변환시키는 자성체 자화 과정(S750)을 가진다. 참고로, 자화 장치(Magnetizing Equipment, 磁化裝置)는, 자성체를 자화시키도록 자화전류를 공급하기 위한 장치로서, 자화 전원부와 시험체에 자화 전류를 흘리거나 자계를 걸거나 하는 코일, 접촉 헤드(Contact Head), 프로드 전극, 전자석 등을 포함될 수 있다.
자성체 자화를 거쳐 자기력을 가지게 되는 영구자석(131)으로 변환하게 되면, 제1메쉬망의 일측면에 제1부직포를 결합시키며, 제1메쉬망의 타측면에 제2부직포를 결합시키는 부직포 결합 과정(S760)을 가져 철 함유된 미세 입자를 여과시킬 수 있는 여과 장치의 제작을 완료할 수 있게 된다.
부직포 결합 과정(S760)이 있기 이전에, 도 9(b)에 도시한 바와 같이 제1메쉬망(130a)의 상측면에 영구자석이 이탈하지 못하도록 영구자석 이탈방지용의 제2메쉬망(130b)을 결합시키는 제2메쉬망 결합 과정(S755)를 추가로 더 가질 수 있다.
또한 본 발명은, 하나 이상의 자화된 자성체를 메쉬망 안착홈에 배치하는 자성체 배치 과정(S730)을 거친 후, 메쉬망에 배치된 자성체를 메쉬망에 용접 또는 접착제로 결합되면 제1메쉬망의 일측면에 제1부직포를 결합시키며, 제1메쉬망의 상측면에 제2메쉬망을 용접 도는 접착제로 결합시키고, 제2메쉬망의 타측에 제2부직포를 결합시키는 부직포 결합 과정(S760)을 가져 철 함유된 미세 입자를 여과시킬 수 있는 여과 장치의 제작을 완료할 수 있게 된다.
한편, 자성체 배치 과정(S730)에서 복수개의 자성체가 메쉬망 상에서 동일한 배치 간격으로 배치되도록 할 수 있다.
이때 자성체가 배치되는 배치 간격은, 자성체가 자화되어 영구자석(131)으로 될 시에, 영구자석(131)의 자기력의 세기에 따라서 배치 간격이 결정되도록 할 수 있다. 영구자석(131)의 자기장(Gauss)에 따라서 두 개의 영구자석(131)간의 배치 간격이 결정되는데, 최소 약 10mm 초과하여 배치되도록 한다. 예컨대, 두 개의 영구자석(131)은 최소 약 10mm 이내에서 서로 달라붙기 때문에, 두 개의 영구자석(131)간의 배치 간격을 약 10mm 이상 초과하도록 하는 것이다.
이밖에, 자성체 배치 과정(S730)에서 동일한 배치 간격 이외에 다른 실시예로서, 메쉬망의 가장자리에서 메쉬망의 중심부로 갈수록 자성체들의 배치 밀도가 더 조밀하게 배치되도록 할 수 있다. 유속이 빠른 중심부를 통해 더 많은 철가루가 통과하게 되기 때문에, 메쉬망 필터(130)의 중심부에 더 많은 영구 자석을 배치하여 효율적인 철가루 필터링이 이루어지도록 하기 위함이다.
또한 메쉬망 상에서 동일한 배치 간격 또는 자화된 자성체 배치과정(S730)에서 동일한 배치 간격 이외에 다른 실시예로서, 윤활유의 흡입구인 메쉬망의 중심부에서 배출구인 메쉬망의 가장자리로 갈수록 영구자석(131)들의 배치 밀도가 더 조밀하게 배치되도록 할 수 있다. 윤활유가 원활하게 순환되도록 유속이 빠른 중심부를 통해 더 많은 철가루가 통과하게 되기 때문에, 메쉬망 필터(130)의 중심부에 적게하거나 없도록 하고 배출구 또는 가장자리에 더 많은 영구 자석을 배치하여 효율적인 철가루 필터링이 이루어지도록 하기 위함이다.
한편, 메쉬망에 하나 이상의 영구자석(131)이 배치됨에 있어서, 용접 등을 통하여 영구자석(131)이 메쉬망에 결합될 경우, 메쉬망의 표면에서 용접 결합된 영구자석(131)이 돌출되는 형태를 가져, 메쉬망과 영구자석(131)이 분리되는 경우가 자주 발생할 우려가 있다.
이에 본 발명은, 메쉬망 준비 과정(S710)이 있은 후, 자화 또는 자화되지 않은 자성체가 결합될 지점을 압착하여 메쉬망 상에 하나 이상의 안착홈을 형성하는 안착홈 형성 과정(S720)을 가지며, 자성체 배치 과정(S730)은, 상기 안착홈에 자성체를 안착시키며, 자성체 용접 또는 접착(S740)은, 안착홈에 안착된 자성체가 안착홈에 결합되도록 용접 또는 접착토록 한다. 즉, 도 10(a)에 도시한 바와 같이 메쉬망을 준비한 후 자성체가 결합될 지점을 압착하여 도 10(b)에 도시한 바와 같이 메쉬망 상에 하나 이상의 안착홈을 형성한다. 그리고 도 10(c)에 도시한 바와 같이 안착홈에 자성체를 안착시킨 후, 안착홈에 안착된 자성체가 안착홈에 결합되도록 용접 또는 접합처리한다. 추가로, 도 10(d)에 도시한 바와 같이 안착홈에 용접 또는 접착제로 접착한후 영구자석 이탈을 방지하기 위해 제1메쉬망(130a)의 안착홈 상측면에 영구자석 덮게용도의 제2메쉬망(130b)을 용접 또는 접착제로 접착토록 하여 영구자석 이탈을 방지하도록 하였다.
그 후, 안착홈에 용접 또는 접착제로 결합된 자화 또는 미자화 자성체를 자화시켜 영구자석(131)으로 성질 변화 시킨다. 따라서 안착홈에 매립 안착된 영구자석(131)은 메쉬망과 쉽게 분리되지 않게 된다.
상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.
100:미세 입자 여과 장치
110:제1부직포 필터
120:제2부직포 필터
130:메쉬망 필터
130a:제1메쉬망
130b:제2메쉬망
110:제1부직포 필터
120:제2부직포 필터
130:메쉬망 필터
130a:제1메쉬망
130b:제2메쉬망
Claims (10)
- 여과되는 대상인 여과 매체의 유입측에 배치된 부직포 재질의 제1부직포 필터;
상기 여과 매체의 유출측에 배치된 부직포 재질의 제2부직포 필터; 및
상기 제1부직포와 제2부직포 사이에 위치한 메쉬망으로서, 상기 메쉬망에 하나 이상의 영구자석이 배치되어 있는 메쉬망 필터;를 포함하며,
상기 메쉬망 필터는,
복수개의 영구자석들이 동일 간격으로 가로축으로 배열된 영구자석 가로축 어레이가 세로축으로 복수개 배치되며, 인접하는 두 개의 영구자석 가로축 어레이의 배치는, 세로축을 따라 영구자석들이 서로 교번되게 위치하도록 배치되거나,
또는 복수개의 영구자석들이 메쉬망의 가장자리에서 메쉬망의 중심부로 갈수록 영구자석들의 배치 밀도가 더 조밀하게 배치되는 것을 특징으로 하는 철 함유된 미세 입자 여과 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 메쉬망 필터는,
영구자석이 배치되는 제1메쉬망;
상기 제1메쉬망의 상측면에 배치된 영구자석이 이탈하지 못하도록 상기 제1메쉬망의 상측면에 결합되는 영구자석 이탈방지용도의 제2메쉬망;
을 포함하는 철 함유된 미세 입자 여과 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 메쉬망은 두께를 가지는 스테인레스 재질로서 하나 이상의 안착홈이 마련되어 있으며, 상기 영구자석은 상기 안착홈에 안착되어 용접 결합되어 있음을 특징으로 하는 철 함유된 미세 입자 여과 장치.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 메쉬망 필터에 사용되는 메쉬망의 직조는, 평직(平織), 능직(綾織), 단직(緞織), 사라직(紗羅織), 또는 이들 기본조직들을 변형시킨 금(錦)으로 제작; 및
스테인리스 합금한 금속선의 굵기는 0.015㎛ 이상, 세공(細孔)은 0.020㎛이상을 특징으로 하는 철 함유된 미세 입자 여과장치.
- 메쉬망 원판을 절단하여 여과 면적에 대응되는 크기의 제1메쉬망을 마련하는 제1메쉬망 준비 과정;
하나 이상의 자화 또는 자화되지 않은 자성체를 제1메쉬망에 배치하는 자성체 배치 과정;
상기 제1메쉬망에 배치된 자성체를 제1메쉬망에 결합되도록 용접 또는 접착하는 자성체 용접 또는 접착 과정;
상기 자성체를 자화시켜 영구자석으로 변환시키는 자성체 자화 과정; 및
상기 제1메쉬망의 일측면에 제1부직포를 결합시키며, 상기 제1메쉬망의 타측면에 제2부직포를 결합시키는 부직포 결합 과정;
을 포함하는 철 함유된 미세 입자 여과 장치 제작 방법.
- 청구항 6에 있어서, 상기 부직포 결합 과정이 있기 이전에,
상기 제1메쉬망의 상측면에 영구자석이 이탈하지 못하도록 영구자석 이탈방지용의 제2메쉬망을 결합시키는 제2메쉬망 결합 과정;
을 포함하는 철 함유된 미세 입자 여과 장치 제작 방법.
- 청구항 6에 있어서, 상기 제1메쉬망 준비 과정이 있은 후,
자성체가 결합될 지점을 압착하여 제1메쉬망 상에 하나 이상의 안착홈을 형성하는 과정;을 포함하며,
상기 자성체 배치 과정은, 상기 안착홈에 자성체를 안착시키며,
상기 자성체 용접 또는 접착은, 안착홈에 안착된 자성체가 안착홈에 결합되도록 고정함을 특징으로 하는 철 함유된 미세 입자 여과 장치 제작 방법.
- 청구항 6에 있어서, 상기 자성체 배치 과정은,
복수개의 자성체가 제1메쉬망 상에서 동일한 배치 간격으로 배치되도록 함을 특징으로 하는 철 함유된 미세 입자 여과 장치 제작 방법.
- 청구항 9에 있어서, 상기 자성체가 배치되는 배치 간격은,
상기 자성체가 자화되어 영구자석으로 될 시에, 영구자석의 자기력의 세기에 따라서 배치 간격이 결정됨을 특징으로 하는 철 함유된 미세 입자 여과 장치 제작 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |