KR20210030254A - 마그넷드럼 및 자기분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 복수의 자석을 둘레방향으로 배치한 마그넷드럼 및 자기분리장치에 있어서, 조립 시에 있어서의 자석의 이동을 억제하여, 마그넷드럼의 조립을 용이하게 행하는 것에 있다. 또, 조립 후의 마그넷드럼에 있어서, 자석의 배치의 변화를 억제하여, 마그넷드럼의 설계상의 기능을 저해하지 않도록 하는 것에 있다. 상기 과제를 해결하기 위하여, 복수의 자석이 홀더 상에 둘레방향을 따라 장착된 마그넷드럼으로서, 홀더 상의 둘레방향을 따라 자극면이 서로 대향하도록 자석이 배치되어 있고, 상기 자석은, 둘레방향으로 이동하지 않도록 상기 홀더에 계합되어 있는 것을 특징으로 하는 마그넷드럼 및 그 마그넷드럼을 구비한 자기분리장치를 제공한다.

Description

마그넷드럼 및 자기분리장치

본 발명은, 복수의 자석을 배치한 마그넷드럼 및 마그넷드럼을 구비하는 자기분리장치에 관한 것이다.

금속재료, 특히 철강재료로 대표되는 자성재료의 절삭가공, 연삭가공 등의 금속가공에서는, 쿨런트액이 사용된다. 이들 금속가공에 사용된 쿨런트액은, 절삭부스러기, 절삭가루 등을 포함하는 쿨런트액으로서 회수되며, 회수된 사용 완료 쿨런트액은, 절삭부스러기, 절삭가루 등을 분리함으로써 재이용된다. 그리고, 사용 완료 쿨런트액으로부터 절삭부스러기, 절삭가루 등을 분리하기 위한 장치로서는, 자석에 의하여 절삭부스러기나 절삭가루 등의 자성재료를 분리하는 자기분리장치가 알려져 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는, 복수의 자석을 배치한 마그넷드럼(회전드럼)을 구비하고, 사용 완료 쿨런트액 중의 불요물(자성슬러지)을 분리하는 마그넷드럼형 자기분리장치가 기재되어 있다. 또, 특허문헌 1에는, 마그넷드럼은, 복수의 자석을 배치한 내통과 비자성재로 이루어지는 외통을 구비하고, 내통에는 둘레방향으로 N극, S극을 향하도록 복수의 자석을 배치하며, 인접하는 2개의 자석이 동극끼리 서로 대향하도록 복수의 자석을 둘레면의 4분의 3에 환상의 자석열로서 배치하는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 1에 기재된 마그넷드럼에 있어서의 자석의 배치에 의하면, 인접하는 2개의 자석 사이의 자속은, 서로 반발하고, 그 대부분이 반경방향(외측방향)으로 나오게 된다. 즉, 외측으로 나오는 자속밀도를 크게 할 수 있다. 이로써, 자성체를 미량밖에 포함하지 않는 자성이 작은 입자까지 흡착하여 분리하는 것이 가능해진다.

특허문헌 1: 일본 특허공보 4948514호

마그넷드럼에서는, 조립 시에 인접하는 자석끼리 사이에 강한 척력이나 인력이 발생하여, 마그넷드럼의 둘레방향이나 외측방향을 향하여 자석이 이동하는 힘이 작용한다. 그 때문에, 마그넷드럼의 조립 시에 있어서, 자석이 이동해 버려, 조립 작업에 지장이 발생한다는 문제가 있다. 또, 조립 후에 있어서도, 마그넷드럼 내에서의 자석의 배치가 변화하여, 마그넷드럼의 설계상의 자속밀도를 얻을 수 없을 우려가 있다.

그래서, 본 발명의 과제는, 복수의 자석을 둘레방향으로 배치한 마그넷드럼 및 자기분리장치에 있어서, 조립 시에 있어서의 자석의 이동을 억제하여, 마그넷드럼의 조립을 용이하게 행하는 것에 있다. 또, 조립 후의 마그넷드럼에 있어서, 자석의 배치의 변화를 억제하여, 마그넷드럼의 설계상의 기능을 저해하지 않도록 하는 것에 있다.

상기의 과제에 대하여 예의 검토한 결과, 본 발명자는, 복수의 자석을 배치한 마그넷드럼에 있어서, 자석이 홀더의 둘레방향으로 이동하지 않도록, 홀더에 계합(係合)함으로써, 조립 시에 있어서의 자석의 이동을 억제할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성했다.

즉, 본 발명은, 이하의 마그넷드럼 및 자기분리장치이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 마그넷드럼은, 복수의 자석이 홀더 상에 둘레방향을 따라 장착된 마그넷드럼으로서, 홀더 상의 둘레방향을 따라 자극면이 대향하도록 자석이 배치되어 있고, 상기 자석은, 둘레방향으로 이동하지 않도록 상기 홀더에 계합되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 마그넷드럼에 의하면, 자석이 홀더의 둘레방향으로 이동하지 않도록 홀더에 계합되어 있기 때문에, 조립 시에 있어서의 자석의 둘레방향의 이동을 억제하여, 마그넷드럼의 조립을 용이하게 행할 수 있다. 또, 조립 후의 마그넷드럼에 있어서, 자석의 배치의 변화를 억제하여, 마그넷드럼의 설계상의 기능을 저해하지 않도록 할 수도 있다.

본 발명의 마그넷드럼의 일 실시양태로서는, 자석과 홀더는, 오목부와 볼록부가 감합(嵌合)됨으로써 계지(係止)되는 것을 특징으로 한다.

이 특징에 의하면, 홀더와 자석을 오목부 및 볼록부의 감합에 의하여 계지하기 때문에, 홀더와 자석 이외의 별도 부재를 이용할 필요가 없어, 자석의 이동을 간이한 구조로 억제하는 것이 가능해진다. 또, 부품수를 줄임으로써, 작업효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 마그넷드럼의 일 실시양태로서는, 오목부는 홈이며, 홈은 홀더의 둘레방향과 교차하는 방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 특징에 의하면, 홀더의 둘레방향과 교차하는 방향으로 형성된 홈에 의하여 홀더와 자석을 계지하기 때문에, 자석이 둘레방향으로 이동하는 힘에 대하여 구조상의 강도가 높다는 효과가 있다.

본 발명의 마그넷드럼의 일 실시양태로서는, 홈이 교차하는 방향은, 홀더의 축방향인 것을 특징으로 한다.

이 특징에 의하면, 홀더에 형성된 홈의 방향을 홀더의 축방향으로 함으로써, 감합시킨 자석의 고정화(固定化)를 확실히 행할 수 있어, 자석이 홀더의 둘레방향으로 이동하는 것을 보다 확실히 억제하는 것이 가능해진다.

본 발명의 마그넷드럼의 일 실시양태로서는, 홀더는, 복수의 홀더부품으로 이루어지며, 상기 홀더부품에는, 각각 자석이 장착되어 있고, 상기 자석은, 복수의 홀더부품을 조합한 상태에 있어서, 인접하는 자석이, 각각 동극끼리가 대향하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

하나의 홀더 상에 자석을 장착하면, 인접하는 자석을 고정할 때에, 강한 반발력이나 흡착력이 가해지기 때문에, 자석의 장착조작이 곤란하다. 상기의 특징에 의하면, 홀더가 복수의 홀더부품으로 이루어지기 때문에, 예를 들면 각 홀더에 있어서 미리 자석을 이간하여 장착하고, 자석을 장착한 각 홀더부품을 조합함으로써, 용이하게 마그넷드럼을 조립하는 것이 가능해진다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 마그넷드럼은, 복수의 자석이 홀더를 개재하여 둘레방향을 따라 장착된 마그넷드럼으로서, 상기 홀더와 상기 자석은, 오목부와 볼록부의 감합에 의하여 계지되고, 상기 오목부는 홈이며, 상기 홈은 상기 홀더의 둘레방향과 교차하는 방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 특징에 의하면, 홀더의 둘레방향과 교차하는 방향으로 형성된 홈에 의하여 홀더와 자석을 계지하기 때문에, 자석이 둘레방향으로 이동하는 힘에 대하여 구조상의 강도가 높다는 효과가 있다. 또, 조립 후의 마그넷드럼에 있어서, 자석의 배치의 변화를 억제하여, 마그넷드럼의 설계상의 기능을 저해하지 않도록 할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 자기분리장치는, 상술한 마그넷드럼을 회전시켜 쿨런트액 중의 자성체를 분리하는 것을 특징으로 한다.

이 자기분리장치에 의하면, 설계상의 기능을 유지한 상태의 마그넷드럼을 이용할 수 있기 때문에, 쿨런트액과 같이 자성체를 포함하는 처리대상으로부터의 자성체의 분리를 효율적으로 행하는 것이 가능해진다.

본 발명에 의하면, 복수의 자석을 둘레방향으로 배치한 마그넷드럼 및 자기분리장치에 있어서, 조립 시에 있어서의 자석의 이동을 억제하여, 마그넷드럼의 조립을 용이하게 행할 수 있다. 또, 조립 후의 마그넷드럼에 있어서, 자석의 배치의 변화를 억제하여, 마그넷드럼의 설계상의 기능을 저해하지 않도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시양태의 마그넷드럼을 구비하는 자기분리장치의 구조를 나타내는 개략설명도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시양태의 마그넷드럼에 있어서의 홀더의 구조를 나타내는 개략설명도(사시도)이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시양태의 홀더를 이용한 마그넷드럼의 조립에 관한 개략설명도(사시도)이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시양태의 마그넷드럼을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시양태의 마그넷드럼에 있어서의 자속의 방향과 흐름을 나타내는 부분모식도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시양태의 홀더에 있어서의 자석계합부의 다른 양태를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시양태의 마그넷드럼을 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시양태의 마그넷드럼의 홀더에 있어서의 자석계합부의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시양태의 마그넷드럼의 홀더에 있어서의 자석계합부의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시양태의 마그넷드럼의 구조를 설명하는 개략설명도(평면도)이다.

본 발명의 마그넷드럼 및 자기분리장치는, 예를 들면 피처리액에 함유하는 자성슬러지 등의 자성체를 자력에 의하여 회수하는 것이다. 피처리액으로서는, 자성체를 포함하는 것이면, 특별히 제한되지 않으며, 유성(油性)의 액체여도 되고, 수용성의 액체여도 된다. 일반적인 피처리액으로서는, 예를 들면 자성금속을 피삭재(被削材)로 하는 금속연마가공기계에 있어서의 쿨런트액이나, 강판 등에 도금을 실시하는 장치에 있어서의 도금액 등을 들 수 있다. 본 발명의 자기분리장치는, 이들 피처리액으로부터 자성체를 회수하여, 피처리액을 청정화할 수 있다. 그 외, 본 발명의 마그넷드럼 및 자기분리장치는, 예를 들면 산업폐기물로부터의 유용금속·희소금속의 회수나, 음료나 식용유 등으로부터의 이물의 제거 등에 이용할 수도 있다.

이하에, 이 발명의 실시형태를, 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

〔제1 실시양태〕

＜자기분리장치＞

도 1에는, 본 발명의 제1 실시양태의 자기분리장치(100)의 구조를 나타낸다. 본 발명의 자기분리장치(100)는, 직사각형상의 케이스로 이루어지는 본체(1)와, 본체(1)의 폭방향에 걸쳐 현가(懸架)되어, 자성슬러지를 자착(磁着)하여 피처리액의 외부로 배출하는 마그넷드럼(2)을 구비한다. 또, 본체(1)에는, 본체(1) 내에 자성슬러지(자성체)를 포함하는 피처리액을 투입하는 투입부(5)와, 자성슬러지가 제거된 처리액을 배출하는 처리액배출부(6a)와, 자성슬러지를 배출하는 자성체배출부(6b)를 구비하고 있다. 다만, 마그넷드럼(2)은, 투입부(5)와 처리액배출부(6a)의 사이에 배치되어 있다.

본체(1)의 하부에는, 마그넷드럼(2)의 형상을 따라 형성된 바닥판(1a)이 마련되고, 피처리액을 저류하는 액저류부(1b)가 형성되어 있다. 펌프 등에 의하여 본체(1)로 공급된 피처리액은, 투입부(5)로부터 유입되어, 액저류부(1b)에 일시적으로 저류된 후, 마그넷드럼(2)과 바닥판(1a)의 사이를 통과한다. 마그넷드럼(2)과 바닥판(1a)의 사이를 통과할 때에, 마그넷드럼(2)의 자속에 의하여 피처리액에 포함되는 자성슬러지가 마그넷드럼(2)에 부착된다. 마그넷드럼(2)에 의하여 자성슬러지가 제거된 처리액은, 바닥판(1a)을 월류(越流)하여, 처리액배출부(6a)로부터 배출된다.

또, 본체(1)의 내부에는, 투입부(5)와 이간되어 정류벽(9)이 설치되어 있다. 정류벽(9)은, 본체(1)의 천장면으로부터 매달린 판재로 이루어지며, 그 하단은, 액저류부(1b)에 저류된 피처리액의 액면 하에 위치한다. 유입된 피처리액은, 정류벽(9)과 바닥판(1a)의 사이를 통과할 때에 유속이 높아지기 때문에, 정류벽(9)은, 액저류부(1b)의 바닥부로의 자성슬러지의 퇴적을 억제한다는 효과를 나타낸다.

＜마그넷드럼＞

마그넷드럼(2)은, 자성슬러지를 자착하여 피처리액으로부터 분리하는 것이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 마그넷드럼(2)은, 피처리액의 흐름에 대하여 직교하는 방향으로, 대략 수평으로 축지(軸支)되어, 하측 대략 절반을 피처리액의 액면 하에 침지하고, 상측 대략 절반은 액면으로부터 나오도록 설치되어 있다.

마그넷드럼(2)은, 내통(2a)과 외통(2b)의 2개의 원통체와, 내통(2a)의 외주에 홀더(20)를 개재하여 고정된 복수의 자석(3)에 의하여 구성되어 있다. 홀더(20)의 구조 및 자석(3)의 배치에 대해서는 후술하지만, 복수의 자석(3)은, 외통(2b)의 외주면에 소정의 자력을 작용시켜 외통(2b)의 외주면에 자성슬러지를 자착시킬 수 있다. 다만, 2개의 원통체는, 스테인리스강 등의 비자성재로 형성되어 있어, 원통체로부터는 자력이 발생하지 않는다.

내통(2a)은 고정되어 설치되어 있고, 내통(2a)의 외주에 고정된 복수의 자석(3)의 배치에 의하여 외통(2b)의 외주면에 자력을 작용시키는 범위를 설정할 수 있다. 외통(2b)의 외주면에 자력을 작용시키는 범위는, 마그넷드럼(2)의 외경이나, 후술하는 스크레이퍼(7)의 위치 등에 의하여 적절히 설계한다. 제1 실시양태의 자기분리장치(100)에서는, 마그넷드럼(2)이 액저류부(1b)에 침지하는 부분부터 정상부까지의 외통(2b)의 외주면의 대략 3/4의 범위에 자력을 작용시키고 있다. 또, 외통(2b)의 외주면의 나머지의 대략 1/4에는, 자석을 배치하지 않아, 자력을 작용시키고 있지 않다.

한편, 외통(2b)은 내통(2a)과 동축에 설치되고, 모터(4)의 구동력에 의하여 회전한다. 다만, 외통(2b)의 회전방향은, 하방을 통과하는 피처리액의 흐름과 역방향(도 1의 지면(紙面)에서 보아 반시계방향)이다.

또, 도 1에 나타내는 바와 같이, 마그넷드럼(2)의 정상부(頂上部) 근방에는, 마그넷드럼(2)에 자착한 자성슬러지로부터 액분(液分)을 짜내기 위한 롤러(8), 액분이 짜내어진 자성슬러지를 마그넷드럼(2)으로부터 긁어내기 위한 스크레이퍼(7)가 설치되어 있다.

롤러(8)는, 고무 등의 탄성체를 표면에 배치하고 있으며, 소정의 압압으로 마그넷드럼(2)의 외통(2b)의 외주면에 맞닿아져 있다.

스크레이퍼(7)는, 자력이 작용하지 않는 영역에 설치되고, 마그넷드럼(2)의 외통(2b)의 외주면에 맞닿아 있다.

다음으로, 마그넷드럼(2)의 작동에 대하여 설명한다. 피처리액에 침지하고 있는 마그넷드럼(2)의 외주면에는, 자력의 작용에 의하여 자성슬러지가 부착된다. 여기에서, 마그넷드럼(2)의 외통(2b)을 회전하면, 자성슬러지는, 마그넷드럼(2)의 외주면에 자착하면서, 외통(2b)의 외주면과의 마찰력에 의하여 외통(2b)의 회전방향으로 이동한다. 그리고, 마그넷드럼(2)의 외주면과 롤러(8)의 사이를 자착된 자성슬러지가 통과함으로써, 자성슬러지의 액분이 짜내어지기 때문에, 액분이 적은 자성슬러지를 분리회수할 수 있다. 이어서, 액분이 짜내어진 자성슬러지는, 자력이 작용하지 않는 위치로 이동하여, 스크레이퍼(7)에 의하여, 마그넷드럼(2)의 외주면으로부터 긁어내어진다. 긁어내어진 자성슬러지(S)는, 자성체배출부(6b)로부터 배출된다.

다만, 제1 실시양태에서는, 하나의 마그넷드럼(2)을 구비한 자기분리장치를 예시했지만, 본 발명의 자기분리장치는, 복수의 마그넷드럼을 구비한 것이어도 된다.

또, 제1 실시양태에서는, 내통(2a)을 고정하고, 외통(2b)이 회전하는 마그넷드럼을 예시했지만, 본 발명의 마그넷드럼은, 외통(2b)을 고정하며, 내통(2a)을 회전시키는 것으로 해도 된다. 또, 반드시 내통(2a)이나 외통(2b)이 마련되어 있지 않아도 된다. 예를 들면, 내통(2a)이 마련되지 않으며 회전축부에 직접 홀더(20)가 고정되어 있고, 회전축부 혹은 외통(2b)을 회전시킴으로써 마그넷드럼이 회전하는 것 같은 것이어도 된다.

[홀더]

도 2는, 본 발명의 제1 실시양태의 마그넷드럼에 있어서의 홀더의 구조의 개략설명도(사시도)를 나타낸다.

홀더(20)는 스테인리스(SUS304 등), Cu, Al, 진유(眞鍮) 등의 비자성재로 구성되어 있고, 자석(3)이 둘레방향으로 이동하지 않도록, 홀더(20)와 자석(3)을 계합하기 위한 구조인 자석계합부(21)를 갖고 있다. 또, 홀더(20)에는, 자석(3)끼리의 사이에 요크(22)를 협설(挾設)할 수 있도록 요크고정부(23)를 마련하여, 자력의 제어를 행하는 것으로 해도 된다.

먼저, 홀더(20)에 있어서의 자석(3)의 배치에 대하여 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 홀더(20)에는, 자석계합부(21)가 일정한 간격을 두고 형성되어 있고, 자석계합부(21)에는, 홀더(20)의 둘레방향에 대하여 인접하는 자석(3)의 자극면이 대향하도록 자석(3)이 계합한다. 이로써, 홀더(20)에 자석(3)을 계합할 때에, 자석(3)끼리의 반발력, 흡착력을 억제한 상태로 작업을 행하는 것이 가능해진다.

다음으로, 홀더(20)에 있어서의 자석(3)을 계합하는 구조인 자석계합부(21)에 대하여 설명한다. 홀더(20)와 자석(3)은, 오목부와 볼록부가 감합되어 계지되는 것이며, 홀더(20)측에 마련되는 자석계합부(21)의 일례로서는, 홀더(20)에 홈을 마련하는 것을 들 수 있다. 이 홈의 형상에 맞추어, 자석(3)의 일부를 가공하여, 홀더(20)와 자석(3)을 감합함으로써, 별도 부재를 마련하지 않고, 자석(3)을 확실히 홀더(20)에 고정하는 것이 가능해진다.

또, 홀더(20)에 마련하는 홈의 방향은, 홀더(20)의 둘레방향과 교차하는 방향을 따라 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 자석(3)이 홀더(20)의 둘레방향으로 이동하는 작용에 대하여, 구조상의 강도가 높아지기 때문에, 자석(3)이 홀더(20)의 둘레방향으로 이동하는 것을 보다 확실히 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 홀더(20)에 마련하는 홈의 방향은, 홀더(20)의 축방향으로 하는 것이 특히 바람직하다. 이로써, 자석(3)이 홀더(20)의 둘레방향으로 이동하는 작용에 대하여, 자석(3)을 계지하는 방향이 직교하는 상태가 되기 때문에, 자석(3)이 홀더(20)의 둘레방향으로 이동하는 것을 보다 억제하는 것이 가능해진다.

도 2에는, 자석계합부(21)로서 홀더(20)에 마련하는 홈의 형상의 일례로서, 홀더(20)에 형성한 도브테일홈(21a)과, 자석(3)의 바닥부를 도브테일홈(21a)에 맞추어 가공한 볼록부를 나타내고 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 도브테일홈(21a)에 의하여 홀더(20)와 자석(3)을 감합시킴으로써, 홀더(20) 상의 둘레방향에 있어서의 자석(3)의 이동을 제한하는 것뿐만 아니라, 자석(3)의 반발력에 의하여 홀더(20)의 외측을 향하여 작용하는 힘에 대해서도, 자석(3)의 이동을 억제하는 것이 가능해진다.

도 3은, 본 발명의 제1 실시양태의 홀더를 이용한 마그넷드럼의 조립에 관한 개략설명도(사시도)를 나타내고 있다. 또, 도 4는, 본 발명의 제1 실시양태의 마그넷드럼의 평면도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시양태의 마그넷드럼(2)은, 자석(3)을 장착한 2개의 홀더부품(제1 홀더부품(20a) 및 제2 홀더부품(20b))을 가지며, 이 제1 홀더부품(20a) 및 제2 홀더부품(20b)을 조합함으로써 마그넷드럼(2)을 형성하고 있다. 도 3에 있어서의 마그넷드럼(2)은, 고정링(24) 및 고정볼트(25)를 이용하여, 각각의 홀더에 마련된 관통구멍(26)을 통하여, 제1 홀더부품(20a) 및 제2 홀더부품(20b)을 일체로서 계지하여, 마그넷드럼(2)을 형성하고 있다.

제1 홀더부품(20a) 및 제2 홀더부품(20b)을 조합하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이 볼트나 나사 등을 이용하여 계지하는 것 이외에, 제1 홀더부품(20a) 및 제2 홀더부품(20b) 자체에, 각각 감합 가능한 구조를 마련하여, 제1 홀더부품(20a) 및 제2 홀더부품(20b)을 일체화하는 것으로 해도 된다. 다만, 제1 홀더부품(20a) 및 제2 홀더부품(20b)을 일체로 할 때에, 각각의 홀더에 장착된 자석끼리의 반발력이 발생하기 때문에, 압축기 등에 의하여 압력을 가하여 일체화하는 것이 바람직하다. 이로써, 마그넷드럼의 제작에 있어서, 하나의 홀더 상에서 복수의 자석의 자극면이 대향하도록 배치해 가는 것보다, 자석의 반발력 또는 흡착력에 기인하는 자석의 이동을 억제한 상태로 마그넷드럼의 조립을 행할 수 있어, 작업을 용이하게 행하는 것이 가능해진다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시양태의 마그넷드럼(2)에서는, 제1 홀더부품(20a)에 장착된 자석의 자극과 제2 홀더부품(20b)에 장착된 자석의 자극이, 홀더의 둘레방향을 향하여 각각이 반대가 되도록 장착되어 있다. 또, 이 제1 홀더부품(20a) 및 제2 홀더부품(20b)을 조합함으로써, 도 4에 나타내는 바와 같이, 마그넷드럼(2) 상의 자석(3)이, 각각 동극끼리가 대향하도록 배치된다. 또한, 도 4 중의 검은색 별표는, 제1 홀더부품(20a)측인 것을 나타내고, 흰색 별표는, 제2 홀더부품(20b)측인 것을 나타내는 것이다.

이와 같이 복수의 자석(3)을 배치함으로써, 인접하는 2개의 자석(3) 간의 자속은 서로 반발하여, 그 대부분은 마그넷드럼(2)의 반경방향으로 외부를 향하여 나가게 된다. 즉, 마그넷드럼의 외통(2b)의 외주면으로 나오는 유효자속이 현저하게 증대하게 된다.

도 3 및 도 4에는, 제1 홀더부품(20a) 및 제2 홀더부품(20b)을 조합했을 때에, 마그넷드럼(2) 상의 자석(3)이, 각각 동극끼리가 대향하도록 배치되어 있는 것을 나타내고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 자석이 장착된 2개의 홀더를 조합하여 마그넷드럼을 형성했을 때에, 마그넷드럼의 둘레방향을 따라 각각의 자석의 이극(異極)끼리가 대향하도록 배치하는 것이어도 된다.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시양태의 홀더(20)에 있어서 복수의 자석(3)은, 마그넷드럼(2)의 외주면의 대략 3/4의 범위에 배치하며, 단부(端部)에서는 자석의 크기가 점차 작아지도록 배치하고 있다. 즉, 자석(3)보다 작은 자석(3a)을 배치하고 있다. 이것은, 마그넷드럼(2)의 표면자력이 종래의 마그넷드럼보다 높기 때문에, 이 마그넷드럼(2)을 자기분리장치(100)에 이용하여 자성슬러지(S)를 흡착한 후, 스크레이퍼(7)만으로는 긁어낼 수 없다는 사태가 발생할 수 있다. 따라서, 본 실시양태의 홀더(20)에서는, 둘레방향으로 장착한 자석의 단부에 있어서는 점차 자속밀도가 작아지도록, 자석(3)보다 자력이 작은 자석(3a)을 배치하며, 또한 마그넷드럼의 외통(2b)의 외주면의 나머지의 대략 1/4에는, 자석을 배치하지 않아, 자력을 작용시키고 있지 않다.

또, 본 실시양태의 홀더(20)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 요크를 배치하기 위한 요크고정부(23)를 구비하고, 인접하는 2개의 자석(3) 사이에 요크(22)를 협설하고 있다. 또한, 요크(22)의 재질에 대해서는, 예를 들면 SPCC와 같은 자성재를 이용할 수 있다. 다만, 반드시 요크(22)가 마련되어 있지 않아도 된다.

요크고정부(23)의 구체적인 구조는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 자석계합부(21)에 근접하여 마련된 도브테일홈(23a)이어도 되고, 자석계합부(21)와 요크(22)를 일체화하여 구성하는 것이어도 된다. 또, 요크고정부(23)는, 자석계합부(21)에 대하여 적어도 편측 일방에 마련되는 것이면 된다. 이로써, 2개의 홀더부품(제1 홀더부품(20a) 및 제2 홀더부품(20b))을 조합했을 때에, 인접하는 2개의 자석(3) 사이에 1개의 요크(22)가 배치되게 된다.

이와 같이 인접하는 2개의 자석 사이에 요크(22)를 협설함으로써, 마그넷드럼의 외통(2b)의 외주면에 나오는 유효자속의 방향을 용이하게 제어할 수 있다.

도 5는, 본 발명의 제1 실시양태의 마그넷드럼에 있어서의 자속의 방향과 흐름을 나타내는 부분모식도이다. 또한, 도 5 중의 화살표는 자속(M)의 방향을 나타내고 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 인접하는 2개의 자석(3) 간의 자속이 서로 대향하고 있는 경우에는 서로 반발하여, 자속(M)의 대부분이 마그넷드럼(2)의 반경방향으로 외부를 향하여 나가, 인접하는 요크(22) 방향으로 돌아 들어간다. 한편, 인접하는 2개의 자석(3) 간의 자속이 서로 대향하고 있지 않은 경우에는, 외부로부터의 자속(M)을 끌어들인다. 즉, 외부로 나온 자속(M)을 끌어들이게 된다.

다만, 홀더(20)에 마련하는 홈의 형상으로서는, 도 2에 나타내는 바와 같은 도브테일홈(21a)에 한정되는 것은 아니고, 다른 홈의 형상을 이용하는 것으로 해도 된다.

도 6은, 본 실시양태의 홀더에 있어서의 자석계합부의 다른 양태를 나타내는 평면도이다. 다만, 도 6은, 홀더의 일부만을 도시하고 있으며, 파선부분은 생략하고 있는 것을 나타내고 있다.

도 6에는, 홀더(20)에 있어서 자석(3)이 장착되는 영역 내의 측벽부(27)에 복수 개의 홈(27a)을 마련하고, 자석(3)의 측면을 홈(27a)에 맞추어 가공한 것을 끼워넣은 상태를 나타내고 있다. 이로써, 홀더(20) 및 자석(3)에 대한 가공에 관한 작업을 간략화하는 것이 가능해진다. 또, 도 6에 나타내는 바와 같이, 측벽부(27)는, 요크(22)를 협설하기 위한 요크고정부(23)를 겸하는 것이어도 된다.

본 실시양태의 홀더(20)는, 자석(3)을 직접 계합해도 충분한 고정이 가능하지만, 접착제 등을 이용하여 계합을 행해도 된다. 이로써, 보다 더 고정화가 가능해진다. 또, 홀더(20) 및 자석(3)의 재질의 조합에 따라서는, 일시적으로 마찰을 감소시키는 윤활제 등을 이용하여 감합시키는 것으로 해도 된다. 이로써, 홀더(20)에 대한 자석(3)의 장착에 관한 작업효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

〔제2 실시양태〕

도 7에, 본 발명의 마그넷드럼의 다른 양태를 나타낸다. 이 마그넷드럼은, 1개의 홀더(30) 상에 복수의 자석(3)끼리가 둘레방향을 따라 근접하여 계합하도록 자석계합부(31)가 마련되고, 자석(3)의 이극끼리 혹은 동극끼리가 홀더(30)의 둘레방향을 따라 대향하도록 배치하는 것을 들 수 있다.

이때, 자석계합부(31)로서는, 홀더(30)의 둘레방향과 교차하는 방향을 따라 형성된 오목부로서 홈을 형성하고, 자석(3)의 바닥부에 마련한 볼록부와 홈이 감합되는 구조로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 홀더(30)의 둘레방향을 따라 감합된 자석(3)끼리의 사이에 작용하는 반발력 또는 흡착력이 가해지는 방향에 대하여, 자석(3)을 계지하는 방향이 직교하는 상태가 되기 때문에, 자석(3)이 홀더(30)의 둘레방향 및 외측을 향하여 이동하는 것을 억제할 수 있다.

이와 같은 자석계합부(31)의 구체예로서는, 제1 실시양태에 나타낸 바와 같은 도브테일홈을 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, T홈 및 그 일부를 가공한 형상이어도 된다.

또한, 본 실시양태의 홀더(30)에, 제1 실시양태에 나타낸 바와 같은 요크(22)를 협설하기 위한 요크고정부(23)를 마련하는 것으로 해도 된다. 또, 제1 실시양태에 나타낸 바와 같은 자석(3)보다 자력이 작은 자석(3a)을 점차적으로 마련하는 것으로 해도 된다.

또, 본 실시양태의 홀더(30)를 이용한 마그넷드럼은, 상술한 제1 실시양태의 자기분리장치에 이용하는 것이 가능하다.

예를 들면, 본 발명의 마그넷드럼의 홀더에 있어서의 자석계합부는, 홀더의 둘레방향을 따른 자석의 이동을 억제할 수 있으면 되고, 상술한 제1 및 제2 실시양태에 나타낸 바와 같은 홈의 구조에 한정되지 않는다.

이하, 본 발명의 마그넷드럼의 홀더에 있어서의 자석계합부의 다른 양태의 일례를 나타낸다. 다만, 도 8 및 도 9는, 홀더의 일부만을 도시하고 있으며, 파선부분은 생략하고 있는 것을 나타내고 있다.

〔제3 실시양태〕

도 8에 나타낸 홀더(40)는, 자석계합부(41)로서 홀더의 측벽(42)측에 클로상의 구조(42a)를 가지며, 이 클로상의 구조(42a)를 자석(3)의 측면에 마련한 계합구조(43)에 계합함으로써 자석을 계지하는 것이다. 또한, 계합구조(43)의 구체예로서는, 홈 혹은 오목부구조 등을 들 수 있다.

〔제4 실시양태〕

도 9에 나타낸 홀더(50)는, 자석계합부(51)로서 복수의 구멍부(52)를 가지며, 이 구멍부(52)를 자석(3)의 바닥부에 마련한 돌기부(53)와 계합함으로써 자석을 계지하는 것이다. 다만, 자석의 고정을 보다 확실히 하기 위하여, 각각의 구멍부(52) 및 돌기부(53)의 일부를 변형하는 것이어도 된다.

〔제5 실시양태〕

도 10에, 본 발명의 마그넷드럼의 다른 양태를 나타낸다. 다만, 도 10은, 홀더의 일부만을 도시하고 있으며, 파선부분은 생략하고 있는 것을 나타내고 있다. 이 마그넷드럼(2)은, 상술한 자석계합부(21)를 구비하는 홀더(20)에 더하여, 장착한 자석(3)의 외주측으로부터 자석을 계지하는 수단을 구비하는 것이다. 특히, 홀더 상에서 인접하는 2개의 자석이, 동극끼리가 대향하도록 배치되는 경우, 자석의 반발력에 의하여, 홀더의 외측을 향하여 자석에 작용하는 힘이 강해진다. 따라서, 장착한 자석의 외주측으로부터 자석의 튀어나옴을 억제하기 위한 계지수단(60)을 마련하는 것이 바람직하다.

이와 같은 자석의 튀어나옴을 억제하는 계지수단(60)은 특별히 한정되지 않는다. 구체예로서는, 예를 들면 도 10에 나타내는 바와 같이, 장착한 자석(3)의 외주에 맞춘 끈상의 계지부재(61)를 자석(3)에 감는 것을 들 수 있다. 다만, 끈상의 계지부재(61)를 이용하는 경우, 자석의 계지를 보다 확실히 하기 위하여, 자석(3)의 외주면에 홈 등을 마련하여, 계지부재(61)를 걸도록 해도 된다.

또, 계지수단(60)으로서는, 자석의 튀어나옴을 억제하는 수단이며, 이와 같은 기능을 갖는 구조로서는, 도 2에 나타낸 바와 같은 자석계합부(21)인 도브테일홈(21a)이나, 도 8에 나타낸 바와 같은 자석계합부(41)인 클로상의 구조(42a)여도 된다. 또한, 클로상의 구조(42a)는, 홀더의 측벽(42)에 마련하는 것이면 되고, 예를 들면 홀더의 측벽(42) 정부(頂部)에 클로상의 구조(42a)를 마련하여, 자석의 튀어나옴을 억제하는 효과를 향상시킨 것으로 해도 된다. 또한, 홀더의 측벽(42) 정부에 클로상의 구조(42a)를 마련하는 경우, 자속밀도의 저하를 피하기 위하여, 홀더의 측벽(42) 자체를, 자석(3)의 측면(자극면) 전체면이 아닌, 일부에만 마련하여, 자석(3)을 계지하도록 설계하는 것이 바람직하다.

다만, 도 10에서는, 홀더로서 제1 실시양태에 있어서의 홀더(20)를 나타내고 있지만, 본 실시양태의 홀더 및 자석계합부의 구조는, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상술한 제1 내지 제4 실시양태에 나타낸 다른 자석계합부를 갖는 홀더 등을 이용할 수 있다.

또, 본 실시양태의 마그넷드럼은, 상술한 제1 실시양태의 자기분리장치에 이용하는 것이 가능하다.

다만, 상술한 실시양태는 마그넷드럼 및 자기분리장치의 일례를 나타내는 것이다. 본 발명에 관한 마그넷드럼 및 자기분리장치는, 상술한 실시양태에 한정되는 것은 아니고, 청구항에 기재한 요지를 변경하지 않는 범위에서, 상술한 실시양태에 관한 마그넷드럼 및 자기분리장치를 변형해도 된다.

본 발명의 자석계합부로서는, 홀더와 자석이 계합하기 위하여, 홀더 및 자석의 각각에 특정의 구조를 마련하는 것 이외에도, 홀더에 있어서 자석의 자극면측에 일정한 높이를 갖는 측벽을 마련한 것뿐인 것 등, 원하는 자석의 고정강도, 홀더 및 자석의 가공에 관한 작업 코스트 등을 감안하여 선택할 수 있다.

또, 본 발명의 마그넷드럼에 있어서, 홀더 상의 둘레방향을 따라 각각 자극면이 서로 대향하도록 인접하여 배치된 자석 이외에, 마그넷드럼의 반경방향으로 자극방향을 향한 제2 자석을 구비하는 것으로 해도 된다. 이로써, 더 강한 자력이 마그넷드럼의 외주면에 발생한다.

산업상 이용가능성

본 발명의 마그넷드럼 및 자기분리장치는, 처리대상에 함유하는 자성체를 자력에 의하여 회수하는 것이며, 액체(유성, 수용성), 고체를 불문하고 높은 회수율이 실현된다. 액체로부터 금속성분을 분리, 회수, 제거할 수 있는 것 같은 시스템이면 된다. 예를 들면, 처리대상으로서는, 예를 들면 자성금속을 피삭재로 하는 금속연마가공기계에 있어서의 쿨런트액이나, 강판 등에 도금을 실시하는 장치에 있어서의 도금액 등을 들 수 있다.

또, 본 발명의 마그넷드럼 및 자기분리장치는, 처리대상으로부터 금속 등의 자성체를 분리하는 조작이면 이용할 수 있다. 예를 들면, 산업폐기물로부터의 유용금속·희소금속의 회수나, 음료나 식용유 등으로부터의 금속분 등의 이물의 제거 등에 이용해도 된다.

100…자기분리장치
1…본체
1a…바닥판
1b…액저류부
2…마그넷드럼
2a…내통
2b…외통
3, 3a…자석
4…모터
5…투입부
6a…처리액배출부
6b…자성체배출부
7…스크레이퍼
8…롤러
9…정류벽
20…홀더
20a, 20b…홀더부품
21…자석계합부
21a…도브테일홈
22…요크
23…요크고정부
23a…도브테일홈
24…고정링
25…고정볼트
26…관통구멍
27…측벽부
27a…홈
30…홀더
31…자석계합부
40…홀더
41…자석계합부
42…측벽
42a…클로상의 구조
43…계합구조
50…홀더
51…자석계합부
52…구멍부
53…돌기부
60…계지수단
61…계지부재
M…자속
S…자성슬러지

Claims (7)

1. 복수의 자석이 홀더 상에 둘레방향을 따라 장착된 마그넷드럼으로서,
   홀더 상의 둘레방향을 따라 자극면이 서로 대향하도록 자석이 배치되어 있고,
   상기 자석은, 둘레방향으로 이동하지 않도록 상기 홀더에 계합되어 있는 것을 특징으로 하는, 마그넷드럼.
2. 제1항에 있어서,
   상기 자석과 상기 홀더는, 오목부와 볼록부가 감합됨으로써 계지되는 것을 특징으로 하는, 마그넷드럼.
3. 제2항에 있어서,
   상기 오목부는 홈이며, 상기 홈은 상기 홀더의 둘레방향과 교차하는 방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 마그넷드럼.
4. 제3항에 있어서,
   상기 홈이 교차하는 방향은, 상기 홀더의 축방향인 것을 특징으로 하는, 마그넷드럼.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 홀더는, 복수의 홀더부품으로 이루어지며,
   상기 홀더부품에는, 각각 자석이 장착되어 있고,
   상기 자석은, 복수의 홀더부품을 조합한 상태에 있어서, 인접하는 자석이, 각각 동극끼리가 서로 대향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 마그넷드럼.
6. 복수의 자석이 홀더를 개재하여 둘레방향을 따라 장착된 마그넷드럼으로서,
   상기 홀더와 상기 자석은, 오목부와 볼록부의 감합에 의하여 계지되고,
   상기 오목부는 홈이며, 상기 홈은, 상기 홀더의 둘레방향과 교차하는 방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 마그넷드럼.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 마그넷드럼을 구비하고,
   상기 마그넷드럼을 회전시켜 쿨런트액 중의 자성체를 분리하는 것을 특징으로 하는, 자기분리장치.

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