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KR-20260061802-A - Miniaturized magnetic filter

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Abstract

본 발명의 탈철기는 상면에 배치영역을 갖는 지지프레임; 상기 지지프레임 상에 배치되되, 상기 배치영역의 제1 영역에 배치되는 탈철장치; 상기 탈철장치로부터의 냉각유가 순환되도록 구성되며, 상기 탈철장치로부터 이동된 냉각유를 냉각하는 냉각장치로서, 상기 배치영역의 제2 영역에 배치되는 냉각장치; 상기 냉각장치와 연결되어, 순환된 냉각유를 상기 탈철장치로 공급하는 냉각유펌프장치로서, 상기 배치영역의 제3 영역에 배치되는 냉각유펌프장치;를 포함하고, 상기 제1 내지 제3 영역은 상호간에 간섭되지 않도록 구성되되, 상기 제1 영역은 상기 지지프레임의 일측으로 치우치고, 상기 제2 및 제3 영역은 상기 지지프레임의 타측으로 치우치도록 구성될 수 있다. 본 발명의 탈철기는 소형화로 인해 공간 효율이 향상되고, 무게 중심이 조절되어 안정적인 동작 수행이 가능하며, 진동이 크게 저감될 수 있다.

Inventors

  • 이환희

Assignees

  • 대보마그네틱 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (12)

  1. 상면에 배치영역을 갖는 지지프레임; 상기 지지프레임 상에 배치되되, 상기 배치영역의 제1 영역에 배치되는 탈철장치; 상기 탈철장치로부터의 냉각유가 순환되도록 구성되며, 상기 탈철장치로부터 이동된 냉각유를 냉각하는 냉각장치로서, 상기 배치영역의 제2 영역에 배치되는 냉각장치; 상기 냉각장치와 연결되어, 순환된 냉각유를 상기 탈철장치로 공급하는 냉각유펌프장치로서, 상기 배치영역의 제3 영역에 배치되는 냉각유펌프장치;를 포함하고, 상기 제1 내지 제3 영역은 상호간에 간섭되지 않도록 구성되되, 상기 제1 영역은 상기 지지프레임의 일측으로 치우치고, 상기 제2 및 제3 영역은 상기 지지프레임의 타측으로 치우치도록 구성되는 탈철기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지프레임은 상단면이 정사각형인 것을 특징으로 하는 탈철기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 탈철장치는 원통형이고, 상기 탈철장치의 상단면의 직경이 상기 지지프레임의 일측 길이(L)의 0.9 내지 0.94L인 것을 특징으로 하는 탈철기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 탈철장치는 상기 지지프레임의 상면 중앙부에서 일측으로 치우치게 배치되는 것을 특징으로 하는 탈철기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 냉각장치는 제2 영역에 배치되되, 상기 지지프레임의 외측에 지지되는 것을 특징으로 하는 탈철기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 냉각장치는 상기 지지프레임의 외측에 고정되는 냉각장치지지부에 거치되되, 상기 지지프레임의 상면과 이격배치되는 것을 특징으로 하는 탈철기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 냉각장치의 무게중심은 제2 영역의 중앙부로부터 외측으로 치우치게 배치되는 것을 특징으로 하는 탈철기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 냉각유펌프장치는 제3 영역에 배치되되, 상기 지지프레임의 외측으로 돌출배치되는 것을 특징으로 하는 탈철기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 냉각유펌프장치는 상기 지지프레임의 단부에서 외측으로 연장되는 펌프장치지지부의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 탈철기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 펌프장치지지부는 상기 냉각유펌프장치가 상기 제3 영역의 중앙부로부터 외측으로 돌출되게 배치되도록 하되, 상기 펌프장치지지부는 상기 지지프레임과 연결되는 제1 연장부, 제1 연장부와 연결되는 제2 연장부, 및 제2 연장부와 연결되고, 상기 냉각유펌프장치와 연결되는 제3 연장부를 포함하며, 제1 연장부는 상기 지지프레임의 상부 방향으로 연장되고, 제2 연장부는 제1 연장부로부터 상방향으로 사선 경사지게 연장되고, 제3 연장부는 제2 연장부로부터 상부 방향으로 연장되어 상기 냉각유펌프장치를 지지하는 것을 특징으로 하는 탈철기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 냉각유펌프장치의 무게중심은 제3 영역의 중앙부로부터 외측으로 치우치게 배치되는 것을 특징으로 하는 탈철기.
  12. 제10항에 있어서, 상기 냉각유펌프장치의 상하방향 중앙부가 상기 탈철장치의 상하방향 중앙부보다 높게 배치되는 것을 특징으로 하는 탈철기.

Description

소형화 탈철기{Miniaturized magnetic filter} 본 발명은 소형화 탈철기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형화로 인해 공간 효율이 향상되고, 무게 중심이 조절되여 안정적인 동작 수행이 가능하며, 진동이 크게 저감된 소형화 탈철기에 관한 것이다. 전자석 필터 시스템은 광물에 포함된 철 성분을 흡철하여 광물로부터 분리하는 시스템을 의미한다. 전자석 필터 시스템은 전자석 탈철기(脫鐵機) 또는 자석 필터(magnetic filter)로도 불린다. 우리가 널리 사용하는 배터리, 전기전자 제품 등 제조하는 전기·전자산업, 점토 광물을 사용하는 요업산업 및 반도체 산업 분야에서는 다양한 광물질을 사용하고 있다. 이러한 산업분야에서는 광물질에 철분이 혼입되어 있을 경우 품질 저하의 원인이 되므로, 철분은 될 수 있는 한 최대한 배제시킨 재료만을 사용하여야 안전하고 효율 좋은 제품을 생산할 수 있다. 가장 대표적인 산업의 예로서는 전지 산업을 들 수 있다. 2차 전지에는 양극과 음극의 전극이 형성되는데, 이러한 전극을 제조하기 위해서는 전극 활물질 층을 전극에 도포하여야 한다. 전극용의 전극 활물질의 예로서는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiFeVO4, LixNiyCozMnwO2 등의 리튬 또는 망간 함유 복합 금속 산화물 등 일 수 있다. 위와 같은 전극 활물질을 얻기 위하여는 리튬을 함유하고 있는 엽장석(葉長石, petalite), 코발트를 함유하고 있는 철질 운석, 철과 망간을 함유하고 있는 망가니즈(Manganese) 등과 같은 광물질에서 분리하여야 한다. 그런데, 분리된 광물질로부터 리튬과 코발트 및 망간 등의 전극 재료에 철 성분이 함유된 경우 효율 좋은 전극판 도포용 슬러리(slurry)를 제대로 만들 수 없다. 2차 전지 전극용 슬러리를 만들기 위한 광물질에 함유된 철분을 제거하는 장치의 예로서는 전자석 필터(탈철기)를 사용하는 것이 일반적이다. 이러한 탈철기의 예로서는 본원 출원인이 특허받은 특허 제2016875호(2019.08.26. 등록) "2차 전지 원료 정제용 자동 탈철 시스템"이 있다. 위 특허문헌에 기재된 전자석 필터 시스템은 이물질을 제거하기 위한 원재료의 종류에 따라 철 등과 같은 이물질을 다른 방식으로 스크린 하기 위하여 코일보빈(coil bobbin)의 중심부 또는 코일의 보어(bore of coil)에 넣어지는 봉형상의 자성체 필터(당 업계에서는 스크린[screen filter] 또는 매트릭스 필터[matrix filter]로도 칭함)를 교체할 수 있도록 되어 있다. 이러한 자성체 필터의 종류는 그 내부가 매트릭스 또는 메시 망 등 다양한 구조를 갖는다. 이러한 탈철기는 통상적으로 컨베이어 구조의 장치가 주로 이용되는데, 이러한 종래의 탈철기는 부피가 커서 설치공간의 제약이 심할 뿐만 아니라, 주변으로 먼지가 쉽게 비산되어 주변의 환경을 오염시키는 문제점이 있었다. 따라서, 소형화되어 설치공간의 제약이 없고, 진동이 저감되어 먼지가 비산되는 것을 감소시킬 수 있는 탈철기의 개발이 필요한 실정이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈철기의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈철기의 상면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈철기의 단면도이다. 도 4 내지 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈철기의 측면도이다. 이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈철기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈철기의 상면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈철기의 단면도이고, 도 4 내지 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈철기의 측면도이다. 이하, 도 1 내지 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탈철기에 대해 설명하도록 한다. 상기 탈철기는 원료로부터 강자성 이물질을 제거하도록 구성될 수 있다. 즉, 전자석 탈철기로 정의될 수도 있다. 상기 원료는 2차 전지 원료를 포함할 수 있다. 2차 전지 원료는 니켈(Ni), LCO(리튬코발트산화물) 및/또는 LFP(리튬인산철) 계열 등을 포함하는 양극재와, CARBON, CNT 및/또는 실리카 계열 등을 포함하는 음극재 및 그 외의 전자 소재를 포함할 수 있다. 2차 전지 원료에 관하여 예를 들었으나, 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 변경될 수 있다. 상기 탈철기는 원료 중 이물로서 자성이물(철 입자)를 걸러낼 수 있고, 이러한 기능의 수행을 '탈철'이라 지칭할 수 있다. 이 때, 전자석이 과열되는 것을 방지하기 위해 냉각유가 사용될 수 있다. 강력한 자기장을 형성하는 전자석은 장시간 작동 시 열이 발생하며, 상기 냉각유는 이러한 열을 효과적으로 흡수하여 전자석의 과열을 방지하고, 장비의 수명을 연장하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 냉각유를 통해 일정한 온도를 유지함으로써 전자석의 자력이 안정적으로 유지되어 탈철 효율을 높이는 효과를 나타낼 수 있다. 이를 위해, 탈철기에는 냉각유를 냉각하고, 순환하는 장치가 반드시 필요한 데 이러한 장치들에 의해 종래 탈철기는 부피가 크고, 진동이 심한 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해, 도 1 내지 6을 참고하면, 본 발명의 탈철기는 지지프레임(10), 탈철장치(20), 냉각장치(30) 및 냉각유펌프장치(40)로 구성된다. 지지프레임(10)은 상면에 배치영역을 갖고, 탈철장치(20)는 지지프레임(10) 상에 배치되되, 상기 배치영역의 제1 영역에 배치된다. 냉각장치(30)는 탈철장치(20)로부터의 냉각유가 순환되도록 구성되며, 탈철장치(20)로부터 이동된 냉각유를 냉각하는 장치로, 상기 배치영역의 제2 영역에 배치된다. 냉각유펌프장치(40)는 냉각장치(30)와 연결되어, 순환된 냉각유를 탈철장치(20)로 공급하는 장치로서, 상기 배치영역의 제3 영역에 배치된다. 상기 제1 내지 제3 영역은 상호간에 간섭되지 않도록 구성되되, 상기 제1 영역은 지지프레임(10)의 일측으로 치우치고, 상기 제2 및 제3 영역은 지지프레임(10)의 타측으로 치우치도록 구성된다. 지지프레임(10)은 상단면이 정사각형일 수 있다. 지지프레임(10) 상에 탈철장치(20), 냉각장치(30) 및 냉각유펌프장치(40)의 무게중심이 적절히 분산되어 상기 탈철기의 안정적인 동작 수행이 가능하며, 진동이 저감될 수 있다. 또한, 지지프레임(10)이 정사각형으로 형성됨에 따라 상기 탈철기는 배치가 쉽고, 공간 효율이 크게 향상될 수 있다. 탈철장치(20)는 원통형이고, 탈철장치(20)의 상단면의 직경이 지지프레임(10)의 일측 길이(L)의 0.9 내지 0.94L일 수 있다. 또한, 탈철장치(20)는 지지프레임(10)의 상면 중앙부에서 일측으로 치우치게 배치되는 것일 수 있다. 이로 인해, 탈철장치(20)의 무게중심 또한 지지프레임(10)의 중앙부에서 일측으로 치우치게 되는데, 냉각장치(30) 및 냉각유펌프장치(40)의 무게중심은 상기 일측의 타측으로 치우쳐 탈철기 구성요소의 무게중심이 고르게 분산될 수 있다. 탈철장치(20)의 일측에는 유입구가, 타측에는 유출구가 마련될 수 있으며, 상기 유출구를 통해 탈철장치(20)에서 온도가 높아진 냉각유를 냉각장치(30)로 이동시키고, 냉각장치(30)에서 냉각되어 온도가 낮아진 냉각유는 냉각유펌프장치(40)로 이동 후, 탈철장치(20)로 상기 유입구를 통해 공급할 수 있다. 상기 유입구는 탈철장치(20)의 상면의 높이보다 낮게 배치되며, 상기 유출구는 상기 유입구보다 높게 배치될 수 있다. 냉각장치(30)는 제2 영역에 배치되되, 지지프레임(10)의 외측에 지지되는 것이고, 구체적으로 냉각장치(30)는 지지프레임(10)의 외측에 고정되는 냉각장치지지부(31)에 거치될 수 있다. 냉각장치(30)는 지지프레임(10)의 상면과 이격배치되는데, 상하방향으로 길게 형성되는 것일 수 있다. 이로 인해, 냉각장치(30)의 무게중심은 제2 영역의 중앙부로부터 외측으로 치우치게 배치된다. 냉각유펌프장치(40)는 제3 영역에 배치되되, 지지프레임(10)의 외측으로 돌출배치되는 것일 수 있다. 구체적으로, 냉각유펌프장치(40)는 지지프레임(10)의 단부에서 외측으로 연장되는 펌프장치지지부(41)의 상부에 배치되는 것일 수 있다. 펌프장치지지부(41)는 냉각유펌프장치(40)가 상기 제3 영역의 중앙부로부터 외측으로 돌출되게 배치되도록 하며, 지지프레임(10)과 연결되는 제1 연장부(41a), 제1 연장부(41a)와 연결되는 제2 연장부(41b), 및 제2 연장부(41b)와 연결되고, 냉각유펌프장치(40)와 연결되는 제3 연장부(41c)를 포함한다. 제1 연장부(41a)는 지지프레임(10)의 상부 방향으로 연장되고, 제2 연장부(41b)는 제1 연장부(41a)로부터 상방향으로 사선 경사지게 연장되고, 제3 연장부(41c)는 제2 연장부(41b)로부터 상부 방향으로 연장되어 냉각유펌프장치(40)를 지지할 수 있다. 이로 인해, 냉각유펌프장치(40)의 무게중심은 제3 영역의 중앙부로부터 외측으로 치우치게 배치될 수 있다. 이 때, 냉각유펌프장치(40)의 상하방향 중앙부가 탈철장치(20)의 상하방향 중앙부보다 높게 배치되는 것일 수 있다. 또한, 냉각유펌프장치(40)와 냉각장치(30)는 냉각유가 순환될 수 있도록 연결되는데, 냉각유펌프장치(40)에 형성된, 냉각장치(30)로부터 냉각유가 유입되는 구멍이 냉각장치(30)에 형성된, 냉각유가 유출되는 구멍보다 높게 형성되어 있다. 상술한 바와 같이, 탈철장치(20)의 무게중심은 지지프레임(10)의 중앙부에서 일측으로 치우고, 냉각장치(30) 및 냉각유펌프장치(40)의 무게중심은 상기 일측의 타측으로 치우쳐 탈철기 구성요소의 무게중심이 고르게 분산됨으로써, 본 발명의 탈철기는 안정적인 동작 수행이 가능하며, 진동이 저감될 수 있다. 이상 실시예를 참