KR20160024624A

KR20160024624A - 원심분리장치

Info

Publication number: KR20160024624A
Application number: KR1020140111668A
Authority: KR
Inventors: 김주상
Original assignee: 제이에스이엔지(주)
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2016-03-07
Also published as: WO2016032132A1

Abstract

본 발명의 실시 예는 내부로 유입되는 칩이 혼입된 액체를 선회시켜 와류를 발생시키고, 와류에 의한 원심력에 의해 액체로부터 분리되는 칩을 하단부에 위치하는 제 1 배출구로 배출시키며, 상기 제 1 배출구 부근에서 상측으로 유동하는 상승 와류에 편승되어 칩과 분리된 액체는 상단부에 위치하는 제 2 배출구로 배출시켜 칩과 액체를 분리시키는 원심분리기; 상기 원심분리기의 제 2 배출구에 연결되어 상기 제 2 배출구로 배출되는 액체를 저장하고, 상기 저장된 액체가 재사용되도록 저장된 액체를 공급하는 공급관이 구비된 액체저장탱크; 상기 원심분리기의 제 1 배출구에 구비되어 배출되는 칩을 자력으로 회수하여 외부로 배출시키는 마그네틱부; 및 상기 마그네틱부의 하부에 구비되어 상기 원심분리기의 제 1 배출구로 배출되는 칩과 함께 존재하고 상기 마그네틱부에서 칩이 필터링 된 액체를 회수하여 상기 액체저장탱크에 저장시키거나 또는 상기 액체저장탱크의 공급관으로 공급하는 순환부;를 포함하는 원심분리장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 액체의 재사용 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 액체의 정화효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

원심분리장치{Centrifugal Separator}

본 발명의 실시 예는 원심분리장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 기체나 액체에 혼입된 고체 미립자를 제거하기 위하여, 기체 또는 액체에 회전력을 제공하고 회전하는 고체 미립자의 원심력을 이용하여 기체나 액체에 혼입된 고체 미립자를 분리하는 원심분리장치에 관한 것이다.

일반적으로 원심분리기는 원심력을 이용하여 액체나 고체, 또는 비중을 다른 두 가지 액체를 서로 분리하는 장치로서, 탈수, 농축, 정제 등에 사용된다.

이러한 원심분리기는 금속 재료를 절삭 또는 연삭 가공할 때 사용되는 액체에 혼입되어 있는 칩이나 금속 입자와 같은 고체상의 미립자(이하, 칩이라 한다)를 액체 속에서 제거하는데도 사용된다.

선행문헌에서 대한민국 등록실용신안 제0431609호에는 싸이크론 절삭유 정화장치가 제시되어 있다. 이 기술은 기본적으로 헤드부와 원추부로 이루어지고, 이 중에서 헤드부에는 절삭유가 유입되는 입구 및 정화된 절삭유가 배출되는 상부노즐이 구비되며, 원추부에는 아래로 내려갈수록 단면적이 좁아지는 테이퍼진 구조의 내벽과 칩이 배출되는 하부노즐이 구비된다. 그리고, 입구를 통해서 절삭유가 헤드부 내부로 분사되면, 절삭유는 원추부의 내면을 타고 선회하면서 하강하게 되고, 하중의 차이 및 내벽과의 충돌에 따른 회전력의 감소에 의해 칩은 자연스럽게 하부노즐을 통해 배출되며, 정화된 절삭유는 역류되어 상부노즐을 통해 배출되어 재사용되는 작동 구성으로 이루어진다.

이때, 하부노즐을 통해 배출된 칩에는 칩과 같이 배출되는 절삭유가 포함된다. 즉, 싸이크론 절삭유 정화장치에서 정화된 절삭유는 상부노즐을 통해 배출되어 재사용되지만, 하부노즐로 배출되는 칩은 절삭유 속에 존재하기 때문에 분리된 칩과 함께 절삭유의 일부가 배출되게 된다. 그리고, 칩과 같이 배출되는 절삭유는 재사용되지 못하고 버려지게 된다.

이처럼 종래 싸이크론 절삭유 정화장치는 절삭유와 칩의 분리효율이 떨어지고, 절삭유의 낭비가 발생되는 문제점이 있으며, 장치의 부피가 커서 설치공간의 제약이 따를 뿐만 아니라 유지비용이 많이 발생되는 문제점이 있었다.

한국등록특허: 10 - 0697926 (공고일 2007. 03. 20)

한국등록특허: 10 - 1235681 (공고일 2013. 02. 21)

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로서, 기체나 액체 에 혼입된 고체 미립자에 와류를 발생시키고 와류에 의한 원심력을 이용하여 고체 미립자를 분리하며, 분리된 고체 미립자에 존재하는 기체나 액체를 회수하여 기체나 액체의 재사용 효율을 높일 수 있도록 함과 동시에 기체나 액체에 존재하는 고체 미립자를 효율적으로 제거하여 기체나 액체의 정화효율을 높일 수 있도록 하는 원심분리장치를 제공하는 데 있다.

또한, 장치의 소형화가 가능하고 설치공간의 제약을 받지 않으며, A/S 및 유지관리가 용이하여 유지비용을 절감시킬 수 있는 원심분리장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 원심분리장치는 내부로 유입되는 칩이 혼입된 액체를 선회시켜 와류를 발생시키고, 와류에 의한 원심력에 의해 액체로부터 분리되는 칩을 하단부에 위치하는 제 1 배출구로 배출시키며, 상기 제 1 배출구 부근에서 상측으로 유동하는 상승 와류에 편승되어 칩과 분리된 액체는 상단부에 위치하는 제 2 배출구로 배출시켜 칩과 액체를 분리시키는 원심분리기; 상기 원심분리기의 제 2 배출구에 연결되어 상기 제 2 배출구로 배출되는 액체를 저장하고, 상기 저장된 액체가 재사용되도록 저장된 액체를 공급하는 공급관이 구비된 액체저장탱크; 상기 원심분리기의 제 1 배출구에 구비되어 배출되는 칩을 자력으로 회수하여 외부로 배출시키는 마그네틱부; 및 상기 마그네틱부의 하부에 구비되어 상기 원심분리기의 제 1 배출구로 배출되는 칩과 함께 존재하고 상기 마그네틱부에서 칩이 필터링 된 액체를 회수하여 상기 액체저장탱크에 저장시키거나 또는 상기 액체저장탱크의 공급관으로 공급하는 순환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 원심분리기는 하부로 갈수록 직경이 작아지는 콘 형상의 본체와, 상기 본체의 상단부 일 측면에 구비되어 칩이 혼입된 액체를 상기 본체 내부로 유입시키는 유입구와, 상기 유입구로 유입된 액체가 회전하면서 하강하여 와류를 발생하도록 상기 본체의 내벽을 따라 나선형으로 돌설되는 와류형성부와, 상기 본체의 하단부에 구비되어 와류에 의한 원심력에 의해 액체로부터 분리되는 칩을 배출시키는 제 1 배출구와, 상기 본체의 상단부 중앙에 구비되어 와류에 의한 원심력에 의해 칩이 분리된 액체를 배출시키는 제 2 배출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제 1 배출구에는 제 1 배출구로부터 일체로 연장되는 배출유로가 형성되고, 상기 배출유로에는 칩이 배출되는 방향을 따라 배출유로를 개폐하는 제 1, 제 2 밸브가 구비되며, 상기 제 1, 제 2 밸브는 제 1 밸브의 개방시 제 2 밸브가 폐쇄되고, 상기 제 2 밸브의 개방시 제 1 밸브가 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제 2 배출구는 본체의 상단부 중앙을 관통하는 끝단부가 상기 유입구보다 아래에 위치하고, 상기 제 2 배출구의 끝단부 외주면에는 상기 유입구를 통해 본체 내부로 유입되는 액체의 회전을 유도하는 회전유도부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 회전유도부재는 상기 와류형성부의 회전방향을 따라 경사지게 형성되는 다수의 날개로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전유도부재는 상기 본체의 상면과 접하는 상부의 직경이 크고 하부를 향하여 직경이 작아지는 원뿔대 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 본체의 상면은 상기 유입구를 통해 본체 내부로 유입되는 액체의 회전을 유도하도록 상기 제 2 배출관과 접하는 내주면이 외주면보다 낮은 형태로 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 마그네틱부는 상기 원심분리기의 제 1 배출구로 배출되는 칩과 칩에 존재하는 액체를 수용하고 상단부 일측에 월류구가 형성된 회수조와, 상기 회수조의 내부에 회전가능하게 결합되되 상기 회수조의 외측으로 일부분이 노출되고 나머지 일부분이 회수조의 내부에 수용된 액체에 잠기도록 하여 자력으로 칩을 회수하는 마그네틱과, 상기 마그네틱에 회전력을 제공하도록 상기 회수조의 외측에서 상기 마그네틱의 회전축에 결합되는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 더하여 상기 마그네틱의 노출된 일면에는 회수된 자력을 긁어 외부로 배출시키는 스크래퍼가 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 마그네틱은 전류를 인가하여 칩을 회수하고, 인가된 전류를 차단하여 회수된 칩을 배출시키는 전자석으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 순환부는 상기 마그네틱부에서 필터링된 액체를 회수하여 침전시키는 침전조와, 상기 침전조와 상기 액체저장탱크에 연결되어 상기 침전조에 회수된 액체를 상기 액체저장탱크에 저장시키는 순환펌프가 구비된 순환관과, 상기 침전조에 회수된 액체의 수위를 측정하는 수위센서와, 상기 수위센서에 측정된 수위가 기 설정된 범위를 벗어나면 상기 순환펌프를 구동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 순환부는 상기 마그네틱부에서 필터링된 액체를 회수하여 침전시키는 침전조와, 상기 침전조와 상기 액체저장탱크의 공급관에 연결되어 상기 침전조에 회수된 액체를 상기 액체저장탱크의 공급관에 공급하는 순환관과, 상기 침전조에 회수된 액체의 수위를 측정하는 수위센서와, 상기 수위센서에 측정된 수위가 기 설정된 범위를 벗어나면 상기 순환펌프를 구동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 침전조는 필터링된 액체에 남아있을 수 있는 칩이 침전되어 한쪽으로 모아질 수 있게 바닥이 경사면으로 이루어지고, 상기 경사면의 끝단부에는 상기 경사면을 따라 모아진 칩을 외부로 배출시키는 배출관이 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 칩이 혼입된 액체에 와류를 발생시키고, 와류에 의한 회전원심력을 이용하여 칩과 액체를 분리시키며, 칩이 분리된 액체는 제 2 배출구를 통해 액체저장탱크에 저장시켜 재사용되게 하고 액체로부터 분리된 칩은 제 1 배출구를 통해 배출시켜 마그네틱부의 회수조에 회수되게 한 다음 마그네틱의 자력으로 칩을 제거하고 이어 침전조에 침전시켜 잔류한 칩까지 제거하여 칩에 존재한 액체를 회수함으로써 액체의 재사용 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 액체에 존재하는 칩을 효율적으로 제거하여 액체의 정화효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 장치의 소형화가 가능하고, 설치공간의 제약을 받지 않으며, A/S 및 유지관리가 용이하여 유지관리비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리장치를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리장치를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리장치에서 원심분리기의 내부구조를 도시한 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리장치에서 원심분리기의 다른 실시 예들을 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리장치에서 회수조의 내부구조를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원심분리장치를 도시한 개념도.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 원심분리장치를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서를 위해서, 도면에서의 동일한 참조번호들은 달리 지시하지 않는 한 동일한 구성 부분을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리장치를 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리장치를 도시한 사시도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리장치에서 원심분리기의 내부구조를 도시한 단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리장치에서 원심분리기의 다른 실시 예들을 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리장치에서 회수조의 내부구조를 도시한 단면도이다.

도 1, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심분리장치는 원심분리기(100), 액체저장탱크(200), 마그네틱부(300), 순환부(400)를 포함하여 구성된다.

먼저, 원심분리기(100)는 상단부가 원통형으로 이루어지고 하단부로 갈수록 직경이 작아지는 콘 형상의 본체(110)가 구비되고, 본체(110)의 상단부 일측면에 본체(110)의 내부와 관통되어 칩이 혼입된 액체를 본체(110)의 내부로 유입시키는 유입구(120)가 구비된다. 그리고, 본체(110)의 내벽에는 유입구(120)로 유입된 액체가 내벽을 따라 회전하면서 하강하여 와류를 발생시키도록 나선형으로 형성되는 와류형성부(130)가 구비되고, 와류형성부(130)의 말단부 즉, 본체(110)의 하단부에는 와류에 의한 회전 원심력에 의해 액체로부터 분리되는 칩을 배출시키는 제 1 배출구(140)가 구비된다. 그리고, 본체(110)의 상면 중앙에는 와류에 의한 원심력에 의해 칩이 분리된 액체를 배출시키는 제 2 배출구(150)가 구비된다.

여기서, 유입구(120)는 본체(110)의 내부로 유입되는 칩이 혼입된 액체가 본체(110)의 내벽을 따라 형성되는 와류형성부(130)를 타고 회전하면서 하강하도록 본체(110)의 일 측벽에 구비된다.

와류형성부(130)는 유입구(120)의 하부에서부터 일정높이로 돌출된 돌기가 본체(110)의 내벽을 따라 나선형으로 형성된다. 나선형의 와류형성부(130)는 유입구로부터 유입된 액체가 회전하면서 하강하게 하여 와류를 발생시키고, 와류에 의한 회전원심력이 작용하게 한다.

제 1 배출구(140)에는 제 1 배출구(140)를 개폐하는 개폐밸브(141)가 구비된다. 그리고, 제 1 배출구(140)에는 제 1 배출구(140)로부터 일체로 연장되는 배출유로(142)가 형성된다.

배출유로(142)에는 칩이 배출되는 방향을 따라 제 1 밸브(143)와 제 2 밸브(144)가 구비된다. 여기서, 제 1 밸브(143)는 와류형성부(130)를 타고 하강하는 칩이 제 1 배출구(140)를 통해 배출되도록 제 1 배출구(140)를 개폐하고, 제 2 밸브(144)는 배출유로(142)를 폐쇄하여 제 1 배출구(140)로 배출된 칩이 배출유로(142)에 쌓이게 한 다음, 배출유로(142)에 적정량의 칩이 쌓이게 되면 배출유로(142)를 개방하여 배출유로(142)에 쌓인 칩이 배출되게 한다. 이때, 제 2 밸브(144)가 배출유로(142)를 개방하여 배출유로(142)에 쌓인 칩을 배출할 때 제 1 밸브(143)는 유입구(120)를 통해 유입된 액체가 제 1 배출구(140)를 통해 바로 배출되지 않도록 제 1 배출구(140)를 폐쇄한다. 즉, 제 1 밸브(143)가 개방되면 제 2 밸브(144)는 폐쇄되고, 제 2 밸브(144)가 개방되면 제 1 밸브(143)는 폐쇄되는 것이다.

그리고, 제 1 배출구(140) 및 배출유로(142)를 통해 배출되는 칩에는 제 2 배출구(150)로 배출되지 못하고 칩과 함께 존재하는 액체도 같이 배출되게 된다.

한편, 제 2 배출구(150)는 본체(110)의 상면 중앙을 관통하여 본체(110)의 내부로 인입되고 그 끝단부가 유입구(120)보다 아래에 위치되는 배출관에 형성된다. 이때, 제 2 배출구(150)가 유입구(120)의 하부에 위치되면 유입구(120)로 액체가 강하게 유입되더라도 제 2 배출구(150)를 통해 바로 배출되는 것을 방지할 수 있고, 유입된 액체를 와류형성부(130)로 유도할 수 있게 된다.

또한, 제 2 배출구(150)의 외주면에는 유입구(120)를 통해 본체 내부로 유입되는 액체의 회전을 유도하는 회전유도부재(160)가 구비된다.

도 3에 도시된 바와 같이 회전유도부재(160)는 제 2 배출구(150)의 외주면에 방사상으로 형성되는 다수의 날개로 이루어질 수 있다. 이때, 날개는 액체의 회전을 유도하도록 와류형성부(130)의 회전방향을 따라 경사지게 형성되거나, 또는 와류형성부(130)의 회전방향으로 휘어지게 형성된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 회전유도부재(160)는 본체의 상면과 접하는 상부의 직경이 크고 하부를 향하여 직경이 작아지는 원뿔대 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 제 2 배출구(150)의 외주면에 회전유도부재(160)를 구비하지 않고, 본체(110)의 상면에서 제 2 배출관(150)과 접하는 본체의 내주면이 외주면보다 요입되게 하여 중앙을 향해 하향 경사진 면(112)을 형성하고, 본체(110) 상면의 경사진 면(112)이 유입구(120)를 통해 유입되는 액체의 회전을 유도하도록 할 수도 있다.

이러한 원심분리기의 제 2 배출구(150)를 형성하는 배출관에는 액체저장탱크(200)가 연결된다.

액체저장탱크(200)는 제 2 배출구(150)로 배출되는 칩이 분리된 액체를 저장하고, 저장된 액체가 재사용되도록 저장된 액체를 공급하는 공급관(210)이 구비된다. 그리고, 공급관(210)에는 저장된 액체를 공급하는 순환펌프(211)가 구비된다.

한편, 원심분리기의 제 1 배출구(140)와 연결되는 배출유로(142)의 하부에는 마그네틱부(300)가 구비된다.

도 6에 도시된 바와 같이 마그네틱부(300)는 원심분리기의 제 1 배출구(140)로 배출되는 칩과 칩에 존재하는 액체를 수용하는 회수조(310)와, 회수조(310)의 외측으로 일부분이 노출되고 나머지 일부분이 회수조(310)의 내부에 수용된 액체에 잠기도록 회수조(310)의 내부에 회전가능하게 결합되는 마그네틱(320)과, 회수조(310)의 외측에서 마그네틱(320)의 회전축에 결합되어 마그네틱(320)에 회전력을 제공하는 구동부(330)와, 마그네틱(320)의 노출된 면에 접촉되어 마그네틱(320)에 회수된 자력을 긁어 외부로 배출시키는 스크래퍼(340)를 포함하여 구성된다.

여기서, 마그네틱(320)은 영구자석 또는 전자석으로 이루어질 수 있으며, 구동부(330)의 회전에 의해 회전하여 회수조(310)의 내부에 수용된 액체에 혼입된 칩을 자력으로 회수한다. 그리고, 마그네틱(320)의 자력에 의해 마그네틱(320)의 외면에 부착된 칩은 마그네틱(320)이 회전하여 회수조(310)의 외측으로 노출될 때 마그네틱(320)과 접촉되는 스크래퍼(340)에 의해 제거되어 외부로 배출된다.

이때, 마그네틱(320)이 전자석으로 이루어진 경우, 칩의 회수시 전자석에 전류를 인가하여 칩이 전자석에 부착되게 하고, 전자석에 부착된 칩의 제거시 전자석에 인가된 전류를 차단하여 칩이 전자석으로부터 분리되게 함으로써 칩을 외부로 배출시킨다.

순환부(400)는 마그네틱부(300)에서 칩이 필터링된 액체를 회수하여 침전시키는 침전조(410)와, 침전조(410)에 회수된 액체를 액체저장탱크(200)로 순환시키는 순환펌프(430)가 구비된 순환관(420)과, 침전조(410)에 회수된 액체의 수위를 측정하는 수위센서(440)와, 수위센서(440)에 측정된 수위가 기 설정된 수위를 벗어나면 순환펌프(430)를 구동시키는 제어부(450)를 포함한다.

여기서, 침전조(410)는 마그네틱부(300)의 하부에 구비되어 마그네틱부(300)를 수용한다. 즉, 마그네틱부의 회수조(310)는 침전조(410)의 내부에 구비되고, 회수조(310)의 상단부 측벽에 액체가 침전조(410)로 월류되는 월류구(312)가 구비된다. 그리고, 마그네틱부(300)의 회수조(310)에서 칩이 필터링된 상등 액체가 월류구(312)를 통해 침전조로 월류된다.

이때, 회수조(310)에는 원심분리기의 제 1 배출구(140)로 배출되는 칩이 존재한 액체가 곧바로 월류구(312)로 월류되지 않고 마그네틱(320)에 칩이 회수된 액체만 월류되도록 제 1 배출구(140)와 월류구(312) 사이에 격벽(314)이 형성되고, 격벽(314)은 회수조(310)의 하부를 통해 액체가 통과되도록 회수조(310)의 바닥면으로부터 이격되게 형성된다.

또한, 침전조(410)는 회수조(310)에서 월류된 액체에 남아있을 수 있는 칩이 침전되어 한쪽으로 모아질 수 있게 바닥이 경사면(412)으로 이루어지고, 경사면(412)의 끝단부에는 경사면(412)을 따라 모아진 칩을 외부로 배출시키는 배출관(414)이 구비된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 액체저장탱크(200)에 저장된 액체는 액체저장탱크의 공급관(210)을 통해 배출되어 금속 재료를 절삭 또는 연삭 가공하는 데 사용되고 금속재료의 절삭 또는 연삭시 발생되는 칩이 액체에 혼합된다. 그리고, 칩이 혼입된 액체는 원심분리기(100)의 유입구(120)를 통해 본체(110)의 내부로 유입된다.

이어, 칩이 혼입된 액체는 제 2 배출구(150)의 끝단부 외주면에 구비된 회전유도부재(160) 또는 본체의 상면인 경사진 면(112)에 안내되어 회전이 유도됨과 동시에 본체(110)의 내벽을 따라 나선형으로 형성되는 와류형성부(130)를 타고 빠르게 회전하면서 하강하여 와류를 발생시킨다. 이때, 칩이 혼입된 액체는 와류에 의한 원심력에 의해 칩이 외측으로 튕겨나가 액체로부터 분리되고, 분리된 칩은 하강하여 개방된 제 1 배출구(140)로 배출되고 폐쇄된 배출유로(142)의 내부에 쌓이게 된다. 아울러 칩이 분리된 액체는 제 1 배출구(140) 부근에서 상측으로 유동하는 상승 와류에 편승되어 제 2 배출구(150)로 배출되고, 제 2 배출구(150)로 배출된 액체는 액체저장탱크(200)에 저장된다.

이어, 배출유로에 적정량의 칩이 쌓이게 되면 배출유로를 개방하고 제 1 배출구를 폐쇄하여 배출유로에 쌓인 칩을 배출시킨다. 이때, 배출유로로 배출되는 칩에는 제 2 배출구(150)로 배출되지 못하고 칩과 함께 존재하는 액체도 같이 배출되게 된다.

이어, 배출유로에서 배출되는 칩과, 칩에 존재하는 액체는 마그네틱부의 회수조(310)에 저장된다.

이어, 마그네틱부의 구동부(330)가 구동하여 자력을 갖는 마그네틱(320)을 회전시키면 회수조(310)에 회수된 칩이 마그네틱(320)의 외면에 부착된다. 그리고, 마그네틱(320)의 외면에 부착된 칩은 마그네틱(320)이 회전하여 회수조(310)의 외측으로 노출될 때 마그네틱(320)과 접촉되는 스크래퍼(340)에 의해 제거되어 외부로 배출된다.

이때, 마그네틱(320)이 전자석으로 이루어진 경우, 전자석에 전류를 인가하여 칩이 전자석에 부착되게 하고, 전자석에 부착된 칩의 제거시 전자석에 인가된 전류를 차단하여 칩이 전자석으로부터 분리되게 함으로써 칩을 외부로 배출시킨다.

이어, 칩이 필터링되어 회수조(310)의 상단부에 존재하는 상등 액체는 회수조(310)의 상단부에 구비된 월류구(312)를 통해 월류되어 침전조(410)에 저장된다.

침전조(410)에 저장된 액체는 제어부(450)에 기 설정된 수위를 벗어날 때까지 저장되고, 이로 인하여 액체에 남아있을 수 있는 칩이 바닥에 가라앉아 침전된다. 그리고, 바닥에 침전된 칩은 바닥의 경사면(412)을 따라 경사면의 끝단부에 모아지게 된다.

그리고, 칩이 가라앉은 액체가 기 설정된 수위를 벗어나면 수위센서(440)가 이를 감지하여 제어부(450)에 전송하고, 제어부(450)는 순환펌프(430)를 구동시켜 침전조(410)의 액체를 액체저장탱크(200)에 저장시킨다.

이어, 침전조(410)의 액체가 순환관(420)을 통해 액체저장탱크(200)에 저장되고 나면 침전조(410)의 경사면(412)의 끝단부에 구비된 배출관(414)을 개방하여 침전조(410) 바닥에 침전된 칩을 배출시킨다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예는 칩이 혼입된 액체에 와류를 발생시키고, 와류에 의한 회전원심력을 이용하여 칩과 액체를 분리시키며, 칩이 분리된 액체는 제 2 배출구를 통해 액체저장탱크에 저장시켜 재사용되게 하고 액체로부터 분리된 칩은 제 1 배출구를 통해 배출시켜 마그네틱부의 회수조에 회수되게 한 다음 마그네틱의 자력으로 칩을 제거하고 이어 침전조에 침전시켜 잔류한 칩까지 제거하여 칩에 존재한 액체를 회수하여 액체저장탱크에 저장함으로써 액체의 재사용 효율을 높일 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원심분리장치를 도시한 개념도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 원심분리장치의 다른 실시 예는 일 실시예와 동일하게 원심분리기(100), 액체저장탱크(200), 마그네틱부(300), 순환부(400)를 포함하여 구성된다. 여기서, 원심분리기(100), 액체저장탱크(200), 마그네틱부(300), 순환부(400)는 일 실시 예와 동일한 설명으로 이루어지며, 단지 일 실시 예에서 순환부의 침전조(410)와 액체저장탱크(200)를 연결하여 침전조(410)에 회수된 액체를 액체저장탱크(200)에 저장시키던 순환관(420)이 액체저장탱크의 공급관(210)에 연결되는 구조를 갖는다.

즉, 침전조(410)에 회수된 액체를 액체저장탱크(200)에 저장시키지 않고 액체저장탱크의 공급관(210)에 공급되게 하여 침전조에 회수된 액체를 바로 재사용할 수 있게 한다. 이때, 순환관(420)에는 별도의 순환펌프를 구비하지 않고 공급관(210)에 구비된 순환펌프(211)를 구동시켜 침전조(410)에 회수된 액체를 순환시킨다. 따라서, 순환펌프를 구동시키는 전력을 절약시킬 수 있고, 구조를 단순화시킬 수 있으며, A/S 및 유지관리가 용이하여 유지관리비용을 절감시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 칩이 혼입된 액체에 와류를 발생시키고, 와류에 의한 회전원심력을 이용하여 칩과 액체를 분리시키며, 칩이 분리된 액체는 제 2 배출구를 통해 액체저장탱크에 저장시켜 재사용되게 하고 액체로부터 분리된 칩은 제 1 배출구를 통해 배출시켜 마그네틱부의 회수조에 회수되게 한 다음 마그네틱의 자력으로 칩을 제거하고 이어 침전조에 침전시켜 잔류한 칩까지 제거하여 칩에 존재한 액체를 회수하여 재사용함으로서 액체의 재사용 효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 액체에 존재하는 칩을 효율적으로 제거하여 액체의 정화효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 원심분리기의 하부에 마그네틱부가 구비되고, 마그네틱부의 하부에 침전조를 포함하는 순환부가 구비되므로 소형화가 가능하고 설치공간의 제약을 받지 않으며, A/S 및 유지관리가 용이하여 유지관리비용을 절감시킬 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

100: 원심분리기 110: 본체
112: 경사진 면 120: 유입구
130: 와류형성부 140: 제 1 배출구
141: 개폐밸브 142: 배출유로
143: 제 1 밸브 144: 제 2 밸브
150: 제 2 배출구 160: 회전유도부재
200: 액체저장탱크 210: 공급관
211: 순환펌프 300: 마그네틱부
310: 회수조 312: 월류구
314: 격벽 320: 마그네틱
330: 구동부 340: 스크래퍼
400: 순환부 410: 침전조
412: 경사면 414: 배출관
420: 순환관 430: 순환펌프
440: 수위센서 450: 제어부

Claims

내부로 유입되는 칩이 혼입된 액체를 선회시켜 와류를 발생시키고, 와류에 의한 원심력에 의해 액체로부터 분리되는 칩을 하단부에 위치하는 제 1 배출구로 배출시키며, 상기 제 1 배출구 부근에서 상측으로 유동하는 상승 와류에 편승되어 칩과 분리된 액체는 상단부에 위치하는 제 2 배출구로 배출시켜 칩과 액체를 분리시키는 원심분리기;
상기 원심분리기의 제 2 배출구에 연결되어 상기 제 2 배출구로 배출되는 액체를 저장하고, 상기 저장된 액체가 재사용되도록 저장된 액체를 공급하는 공급관이 구비된 액체저장탱크;
상기 원심분리기의 제 1 배출구에 구비되어 배출되는 칩을 자력으로 회수하여 외부로 배출시키는 마그네틱부; 및
상기 마그네틱부의 하부에 구비되어 상기 원심분리기의 제 1 배출구로 배출되는 칩과 함께 존재하고 상기 마그네틱부에서 칩이 필터링 된 액체를 회수하여 상기 액체저장탱크에 저장시키거나 또는 상기 액체저장탱크의 공급관으로 공급하는 순환부;
를 포함하는 원심분리장치.
제 1 항에 있어서,
상기 원심분리기는 하부로 갈수록 직경이 작아지는 콘 형상의 본체와,
상기 본체의 상단부 일 측면에 구비되어 칩이 혼입된 액체를 상기 본체 내부로 유입시키는 유입구와,
상기 유입구로 유입된 액체가 회전하면서 하강하여 와류를 발생하도록 상기 본체의 내벽을 따라 나선형으로 돌설되는 와류형성부와,
상기 본체의 하단부에 구비되어 와류에 의한 원심력에 의해 액체로부터 분리되는 칩을 배출시키는 제 1 배출구와,
상기 본체의 상단부 중앙에 구비되어 와류에 의한 원심력에 의해 칩이 분리된 액체를 배출시키는 제 2 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 배출구에는 제 1 배출구로부터 일체로 연장되는 배출유로가 형성되고, 상기 배출유로에는 칩이 배출되는 방향을 따라 배출유로를 개폐하는 제 1, 제 2 밸브가 구비되며, 상기 제 1, 제 2 밸브는 제 1 밸브의 개방시 제 2 밸브가 폐쇄되고, 상기 제 2 밸브의 개방시 제 1 밸브가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 원심분리장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 2 배출구는 본체의 상단부 중앙을 관통하는 배출관에 형성되어 상기 유입구보다 아래에 위치하고, 상기 제 2 배출구의 외주면에는 상기 유입구를 통해 본체 내부로 유입되는 액체의 회전을 유도하는 회전유도부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 원심분리장치.
제 4 항에 있어서,
상기 회전유도부재는 상기 와류형성부의 회전방향을 따라 경사지게 형성되는 다수의 날개로 이루어진 것을 특징으로 하는 원심분리장치.
제 4 항에 있어서,
상기 회전유도부재는 상기 본체의 상면과 접하는 상부의 직경이 크고 하부를 향하여 직경이 작아지는 원뿔대 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 원심분리장치.
제 2 항에 있어서,
상기 본체의 상면은 상기 유입구를 통해 본체 내부로 유입되는 액체의 회전을 유도하도록 상기 제 2 배출구와 접하는 내주면이 외주면보다 낮은 형태로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 원심분리장치.
제 1 항에 있어서,
상기 마그네틱부는 상기 원심분리기의 제 1 배출구로 배출되는 칩과 칩에 존재하는 액체를 수용하고 상단부 일측에 월류구가 형성된 회수조와, 상기 회수조의 내부에 회전가능하게 결합되되 상기 회수조의 외측으로 일부분이 노출되고 나머지 일부분이 회수조의 내부에 수용된 액체에 잠기도록 하여 자력으로 칩을 회수하는 마그네틱과, 상기 마그네틱에 회전력을 제공하도록 상기 회수조의 외측에서 상기 마그네틱의 회전축에 결합되는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리장치.
제 8 항에 있어서,
상기 마그네틱의 노출된 일면에는 회수된 자력을 긁어 외부로 배출시키는 스크래퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 원심분리장치.
제 8 항에 있어서,
상기 마그네틱은 전류를 인가하여 칩을 회수하고, 인가된 전류를 차단하여 회수된 칩을 배출시키는 전자석으로 이루어진 것을 특징으로 하는 원심분리장치.
제 1 항에 있어서,
상기 순환부는 상기 마그네틱부에서 필터링된 액체를 회수하여 침전시키는 침전조와, 상기 침전조와 상기 액체저장탱크에 연결되어 상기 침전조에 회수된 액체를 상기 액체저장탱크에 저장시키는 순환펌프가 구비된 순환관과, 상기 침전조에 회수된 액체의 수위를 측정하는 수위센서와, 상기 수위센서에 측정된 수위가 기 설정된 범위를 벗어나면 상기 순환펌프를 구동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리장치.
제 1 항에 있어서,
상기 순환부는 상기 마그네틱부에서 필터링된 액체를 회수하여 침전시키는 침전조와, 상기 침전조와 상기 액체저장탱크의 공급관에 연결되어 상기 침전조에 회수된 액체를 상기 액체저장탱크의 공급관에 공급하는 순환관과, 상기 침전조에 회수된 액체의 수위를 측정하는 수위센서와, 상기 수위센서에 측정된 수위가 기 설정된 범위를 벗어나면 상기 순환펌프를 구동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리장치.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 침전조는 필터링된 액체에 남아있을 수 있는 칩이 침전되어 한쪽으로 모아질 수 있게 바닥이 경사면으로 이루어지고, 상기 경사면의 끝단부에는 상기 경사면을 따라 모아진 칩을 외부로 배출시키는 배출관이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 원심분리장치.