KR100506985B1 - 외면 여과식 원심력 오일 미스트 포집장치 및 그 포집방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계에서 공구의 수명을 연장시키거나 보호하기 위하여 윤활과 냉각을 시키는 가공유(MWFs:Metalworking fluids)에 의해 공기중으로 휘발 및 비산되는 오일 미스트(Oil mist)를 집진하기 위한 외면 여과식 원심력 오일 미스트 포집장치 및 그 포집방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 저면이 원추형상으로 구성된 필터 하우징의 외부 일측면에 접선방향으로 오일 미스트 유입구를 형성하고 타측면으로 오일 미스트 배출구를 설치하며 필터 하우징의 내측에 필터가 장착된 필터 지지대를 삽입설치하고 필터 지지대의 회전축을 필터 하우징의 하단 모터와 연결시키고 필터 하우징의 상부는 정화 기류 유출구가 형성된 원추형 하우징을 결합시켜 작업중에 발생된 오일 미스트를 원심력에 의해 정화시킬 수 있게 한 것으로 저면이 원추형상으로 구성되고 외부 일측면 접선방향으로 오일 미스트 유입구(10)와 타측면으로 오일 미스트 배출구(11)를 설치하고 그 사이에 필터 확인창(12)이 설치된 필터 하우징(H)의 내측에 필터(13)가 장착된 다공망의 필터 지지대(14)를 삽입설치하고 필터 지지대(14)의 회전축(14a)을 필터 하우징(H)의 하단 모터(M)와 연결시키고 상기 필터 하우징(H)은 상부는 정화 기류 유출구(15)가 형성된 원추형 하우징(T)을 결합시키며 상기 모터(M)는 인버터(16)에 의해 조절되게 하여 금속 가공작업 중에 발생된 오일 미스트를 원심력에 의해 정화시킬 수 있게 한 것을 특징으로 하는 외면 여과식 원심력 오일 미스트 포집장치.

Description

외면 여과식 원심력 오일 미스트 포집장치 및 그 포집방법{Surface filter-type apparatus for filtrating oil mist using centrifugal force and method thereof}

본 발명은 공작기계에서 공구의 수명을 연장시키거나 보호하기 위하여 윤활과 냉각을 시키는 가공유(MWFs:Metalworking fluids)에 의해 공기중으로 휘발 및 비산되는 오일 미스트(Oil mist)를 집진하기 위한 외면 여과식 원심력 오일 미스트 포집장치 및 그 포집방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 저면이 원추형상으로 구성된 필터 하우징의 외부 일측면에 접선방향으로 오일 미스트 유입구를 형성하고 타측면으로 오일 미스트 배출구를 설치하며 필터 하우징의 내측에 필터가 장착된 필터 지지대를 삽입설치하고 필터 지지대의 회전축을 필터 하우징의 하단 모터와 연결시키고 필터 하우징의 상부는 정화 기류 유출구가 형성된 원추형 하우징을 결합시켜 작업중에 발생된 오일 미스트를 원심력에 의해 정화시킬 수 있게 한 것이다.

일반적으로 금속을 절삭,선삭,연삭 및 세정 등을 수행하는 가공공정에서 냉각,윤활 및 세척용으로 가공유(냉각유,절삭유,수성세제,유성세제 등)를 다량으로 사용하고 있는 실정이고 가공유들은 절삭과 선삭 또는 연삭공정에서 미세한 칩과 함께 휘발,비산되어 공기중에 부유하는 미립자들을 오일 미스트라고 한다.

상기의 오일 미스트는 매우 미세하기 때문에 발생여부의 확인이 용이하지 않아서 금속가공을 수행하는 작업자가 무의식적으로 오일 미스트에 노출되어 각종 암,비악성 호흡기 질환,피부병 및 미생물에 의한 질병으로 작업자의 건강과 작업환경에 영향을 미칠 뿐만아니라 기계장치의 오동작과 단락을 발생시키고 제품에도 영향을 미친다.

종래의 오일 미스트 포집장치는 크게 필터 방식의 포집장치와 회전식 필터 방식의 포집장치로 구분된다.

필터 방식의 포집장치는 초기 오일 미스트 제거효율은 우수하지만 오일 미스트가 필터에 부착되면 제거시킬 수 없기 때문에 시간이 경과함에 따라 압력손실(필터 막힘에 의해 송풍기에 과도한 저항이 발생되어 배기유량이 급격히 저하됨)이 증가하여 환기시스템의 전체 효율이 저하되고 필터에 부착된 오일이 필터와 함께 부패되면서 작업장에 악취를 발생시키는 문제가 있었다.

상기의 문제를 해결하기 위해서는 고가의 필터를 자주 교체하여야 하며 이로인한 과도한 유지 보수비용과 작업의 연속성 및 작업인력 손실의 문제점이 있었다.

회전식 필터 방식의 포집장치는 내면 여과방식을 채택하여 금속칩이나 이물질이 필터 내부에 부착될 경우 제거시킬 수 없는 단점이 있고 송풍팬이 포집장치의 내부에 장착되어 포집장치의 후단은 양압이 형성되어 덕트라인의 틈으로 응축된 오일이 누유되는 문제가 있으며 포집방법이 송풍팬의 회전력에 의존하기 때문에 회전력(RPM)이 충분하지 못하여 필터에 부착되어 있는 오일을 충분히 제거하지 못하는 문제점이 있었다.

그 밖에 볼필터와 전기집진기 방식이 있으며 볼필터는 일반적인 필터에 비해 비표면적이 커서 막힘현상은 저하되나 흡착되었던 오일 미스트가 필터에서 분리되어 필터 하부층을 막아 효율이 저하되고 증발된 오일 미스트를 용이하게 제어하지 못하며 전기집진기 방식은 이온화장치(Ionizer)에 고전압을 가하여 코로나 방전으로 오일 미스트를 (+)로 대전시켜 집진부에 형성된 전기장에 의하여 집진판에 오일 미스트를 부착시키는 장치로 0.1-10㎛ 입자의 오일 미스트를 90%이상 제거시키나 오일 미스트 입자가 방전극을 덮으면 전극이 불안정해져서 집진효율이 급격히 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 목적으로 창출된 것으로 필터에 오일이 부착될 경우 원심력을 이용하여 오일을 주기적으로 제거시켜 필터층의 압력손실을 최소화시키고 필터층에 항상 신선한 오일이 부착되기 때문에 필터의 부식과 오일이 부패되지 않아 악취 발생을 방지하고 필터의 교환주기를 증가시켜 안정적으로 장기간 운용할 수 있는 저비용 고효율의 장치를 제공하고 또한 외면여과방식으로 필터표면에 금속 칩이나 이물질이 부착되어도 오일 제거시 회전에 의하여 용이하게 탈리시킬 수 있고 필터는 카트리지 형태로 오일 미스트의 특성에 따라 용이하게 탈부착이 가능한 형태로 구성된 오일 미스트 포집장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 오일 미스트 포집장치를 제공하기 위하여 저면이 원추형상으로 구성되고 외부 일측면 접선방향으로 오일 미스트 유입구와 타측면으로 오일 미스트 배출구를 설치하고 그 사이에 필터 확인창이 설치된 필터 하우징의 내측에 필터가 장착된 다공망의 필터 지지대를 삽입설치하고 필터 지지대의 회전축을 필터 하우징의 하단 모터와 연결시키고 상기 필터 하우징은 상부는 정화 기류 유출구가 형성된 원추형 하우징을 결합시키며 상기 모터는 인버터에 의해 조절되게 하여 금속가공 작업중에 발생된 오일 미스트를 원심력에 의해 정화시킬 수 있게 한 포집장치를 제공할 수 있는 것이다.

이하 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명 포집장치의 일부 절개된 구조 사시도로서 필터 하우징의 내부에 필터가 장착된 필터 지지대가 삽입되어 모터와 연결되고 상부는 원추형 하우징과 결합된 구조를 도시한 것이고, 도 2 는 본 발명 포집장치의 단면 구조도로 하우징의 내부에 필터,필터지지대와 하부의 모터 등이 결합된 단면을 도시하였으며,도 3 는 본 발명의 포집방법을 설명하기 위한 전체 작동 개념도로 작업장에서 오일 미스트가 함유된 기류를 유입시켜 오일 미스트를 제거와하고 정화된 기류를 배출하는 작동 상태를 도시한 것이다.

저면이 원추형상으로 구성되고 외부 일측면 접선방향으로 오일 미스트 유입구(10)와 타측면으로 오일 미스트 배출구(11)를 설치하고 그 사이에 필터 확인창(12)이 설치된 필터 하우징(H)의 내측에 필터(13)가 장착된 다공망의 필터 지지대(14)를 삽입설치하고 필터 지지대(14)의 회전축(14a)을 필터 하우징(H)의 하단 모터(M)와 연결시키고 상기 필터 하우징(H)은 상부는 정화 기류 유출구(15)가 형성된 원추형 하우징(T)을 결합시키며 상기 모터(M)는 인버터(16)에 의해 조절되게 하여 금속 가공작업 중에 발생된 오일 미스트를 원심력에 의해 정화시킬 수 있게 한 구조이다.

오일 미스트를 포집,정화함에 있어서,

오일 미스트 포집장치(O)의 정화 기류 유출구(15)에 배출 덕트(17)와 오리피스(18)를 통하여 송풍팬(19)을 설치하고 송풍팬(19)의 작동으로 작업장에 설치된 후드(20)와 유입 덕트(21) 및 오일 미스트 유입구(10)로 오일 미스트가 함유된 기류를 필터 하우징(H)으로 유입시켜 필터 지지대(14)에 장착된 필터(13)를 통하여 정회된 기류를 오일 미스트 배출구(11),배출 덕트(17) 및 송풍팬(19)을 통하여 배출시키는 정화작업 중 필터(13)에 오일,금속 칩 및 이물질이 다량 부착하게되면 모터(M)를 회전시켜 탈리시키며 탈리된 오일은 오일 미스트 배출구(11)로 수거시키고 탈리 작업시 모터(M)의 회전속도는 인버터(16)에 의해 조절하면서 오일 미스트를 포집할 수 있는 것이다.

도면중 미설명 부호 (14')는 필터 지지대의 프랜지,(22)는 필터 하우징의 내부 프랜지,(23)(23')는 필터 하우징의 받침대이다.

이와 같이 된 본 발명은 금속 가공공정에서 절삭,선삭,연삭 및 세정 등으로 가공유가 미세한 금속 칩 및 이물질과 함께 휘발,비산하는 오일 미스트로부터 작업환경을 개선하고 작업자의 안전을 도모하기 위하여 오일 미스트를 포집하기 위한 것이다.

도 1, 및 도 2 에 도시된 바와 같이 필터 하우징(H)의 저면은 원추형으로 형성시키고 외부 일측면에는 필터 하우징(H)에 접선 방향으로 오일 미스트 유입구(10)를 설치하며 타측면 즉,오일 미스트 유입구(10)의 반대편 쪽으로 오일 미스트 배출구(11)를 설치하고 그 사이에 필터(13)의 오일,금속 칩 및 이물질의 부착 상태를 육안으로 확인할 수 있는 필터 확인창(12)이 설치된다.

상기의 필터 하우징(H)의 저면이 원추형으로 형성시킨 것은 내부에서 필터(13)에 의해 여과된 오일,금속 칩 및 이물질 등을 원심 분리로 탈리 시 오일 미스트 배출구(11)로 용이하게 수거될 수 있게 한 것이고 오일 미스트 배출구(11)는 오일 미스트의 배출량과 수거작업을 손쉽게 하기 위하여 하나 이상 설치할 수 있다.

그리고 필터 하우징(H)의 외면 일측에 오일 미스트 유입구(10)를 접선 방향으로 장착시켜 필터 하우징(H)의 내부로 유입되는 오일 미스트를 함유한 기류가 와류현상을 방지하면서 정화될 수 있게 하였고 필터 확인창(12)은 오일 미스트 포집장치(O)의 외부에서 필터(13)에 부착되는 오일,금속 칩 및 이물질의 부착정도를 작업자가 육안으로 확인할 수 있게 하였다.

상기 필터 하우징(H)의 내부에는 다공망으로 형성된 필터 지지대(14)에 필터(13)을 장착시켜 필터 지지대(14)의 회전축(14a)을 필터 하우징(H)의 하단 모터(M)에 연결시켜 일정 주기 또는 작업량과 부착정도에 따라 오일,금속 칩 및 이물질을 원심력에 의해 필터(13)에서 탈리시키고 모터(M)에 연결된 인버터(16)로 모터(M)의 회전속도(RPM)를 조절할 수 있게 하였다.

상기의 필터 지지대(14)는 상부에 형성된 프랜지(14')와 필터 하우징(H)의 내측에 설치된 내부 프랜지(22)와 상호 교차 설치하여 유입된 오일 미스트가 필터(13)를 통과하지 않고 직접 배출되는 것을 방지하였다.

또한 필터 지지대(14)의 프랜지(14')와 필터 하우징(H)의 내부 프랜지(22) 사이에는 볼 베어링,링 베어링 및 가이드 레일 등을 설치하여 밀폐시키고 회전을 원활하게 할 수도 있는 것이다.

상기 필터 하우징(H)의 상부에는 정화 기류 유출구(15)가 장착된 원추형 하우징(T)을 결합시켜 밀폐시키므로 정화된 기류가 원활하게 송풍팬(19)을 통하여 외부로 배출시켜서 환경공해를 최소화 할 수 있고 또한 필터(13)를 교환하거나 유지보수 시에 용이하게 필터 하우징(H)과 원추형 하우징(T)을 분해 및 조립할 수 있는 것이다.

상기의 오일 미스트 포집장치(O)에 의하여 작업장 내에서 금속가공으로 발생되는 오일 미스트를 포집하고 정화된 기류는 배출시키는 방법은 다음과 같다.

작업장에서 발생된 오일 미스트가 함유된 기류는 오일 미스트 포집장치(O)의 후단에 설치된 송풍팬(19)의 작동으로 후드(20)와 유입 덕트(21) 및 오일 미스트 유입구(10)를 통하여 필터 하우징(H)의 내부로 유입된다.

이때 유입되는 기류는 오일 미스트 유입구(10)가 필터 하우징(H)의 접선 방향으로 설치되어 와류현상이 발생되지 않고 원활하게 유입되어 다공망으로 형성된 필터 지지대(14)에 장착된 필터(13)를 통하여 여과되면서 원추형 하우징(T)의 상단 정화기류 유출구(15)를 경유하여 배출 덕트(17)를 통하여 송풍팬(19)으로 배출시킨다.

상기와 같은 작업을 수행하면서 필터(13)에 오일,금속 칩 및 이물질이 누적되어 부착되면 필터 확인창(12)을 통하여 감시하거나 일정한 주기에 필터 하우징(H)의 하단에 설치된 모터(M)를 회전시키면 필터 지지대(14)의 회전축(14a)이 회전하면서 필터 지지대(14)를 회전시키고 필터 지지대(14)에 장착된 필터(13)에 부착된 오일,금속칩 및 이물질이 필터(13)로부터 탈리된다.

탈리된 오일,금속 칩 및 이물질은 필터 하우징(H)의 하단 형상이 원추형으로 형성되어 외측으로 흘러내려 오일 미스트 배출구(11)로 배출하여 폐기 또는 재활용 할 수 있는 것이다.

상기의 모터(M) 회전속도는 인버터(16)에 의해 조절할 수 있는 것으로 오일 미스트 기류의 유입속도,기류에 함유된 오일,금속 칩 및 이물질의 량과 주기적 운전에 의해 회전속도를 조절하여 압력손실을 최소화할 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

그러므로 본 발명은 필터에 오일이 부착될 경우 원심력을 이용하여 오일을 주기적으로 제거시켜 필터층의 압력손실을 최소화시키고 필터층에 항상 신선한 오일이 부착되기 때문에 필터의 부식과 오일이 부패되지 않아 악취 발생을 방지하고 필터의 교환주기를 증가시켜 안정적으로 장기간 운용할 수 있는 저비용 고효율의 장치를 제공하고 또한 외면여과방식으로 필터표면에 금속 칩이나 이물질이 부착되어도 오일 제거시 회전에 의하여 용이하게 탈리시킬 수 있고 필터는 카트리지 형태로 오일 미스트의 특성에 따라 용이하게 탈부착이 가능한 등의 효과가 있는 것이다.

도 1 은 본 발명 포집장치의 일부 절개된 구조 사시도

도 2 는 본 발명 포집장치의 단면 구조도

도 3 는 본 발명의 포집방법을 설명하기 위한 전체 작동 개념도

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) 오일 미스트 유입구 (11) 오일 미스트 배출구

(12) 필터 확인창 (13) 필터

(14) 필터 지지대 (14a) 회전축

(15) 정화 기류 유출구 (16) 인버터

(17) 배출 덕트 (19) 송풍팬

(20) 후드 (21) 유입 덕트

(H) 필터 하우징 (T) 원추형 하우징

(M) 모터 (O) 오일 미스트 포집장치

Claims (2)

1. 저면이 원추형상으로 구성되고 외부 일측면 접선방향으로 오일 미스트 유입구(10)와 타측면으로 오일 미스트 배출구(11)를 설치하고 그 사이에 필터 확인창(12)이 설치된 필터 하우징(H)의 내측에 필터(13)가 장착된 다공망의 필터 지지대(14)를 삽입설치하고 필터 지지대(14)의 회전축(14a)을 필터 하우징(H)의 하단 모터(M)와 연결시키고 상기 필터 하우징(H)은 상부는 정화 기류 유출구(15)가 형성된 원추형 하우징(T)을 결합시키며 상기 모터(M)는 인버터(16)에 의해 조절되게 하여 금속 가공작업 중에 발생된 오일 미스트를 원심력에 의해 정화시킬 수 있게 한 것을 특징으로 하는 외면 여과식 원심력 오일 미스트 포집장치.
2. 오일 미스트를 포집,정화함에 있어서,

   오일 미스트 포집장치(O)의 정화 기류 유출구(15)에 배출 덕트(17)와 오리피스(18)를 통하여 송풍팬(19)을 설치하고 송풍팬(19)의 작동으로 작업장에 설치된 후드(20)와 유입 덕트(21) 및 오일 미스트 유입구(10)로 오일 미스트가 함유된 기류를 필터 하우징(H)으로 유입시켜 필터 지지대(14)에 장착된 필터(13)를 통하여 정회된 기류를 오일 미스트 배출구(11),배출 덕트(17) 및 송풍팬(19)을 통하여 배출시키는 정화작업 중 필터(13)에 오일,금속 칩 및 이물질이 다량 부착하게되면 모터(M)를 회전시켜 탈리시키며 탈리된 오일은 오일 미스트 배출구(11)로 수거시키고 탈리 작업시 모터(M)의 회전속도는 인버터(16)에 의해 조절하면서 오일 미스트를 포집할 수 있는 것을 특징으로 하는 외면 여과식 원심력 오일 미스트 포집방법.